EP3977371A1 - Verfahren und kontrollgerät zur sicheren überprüfung eines elektronischen tickets - Google Patents

Verfahren und kontrollgerät zur sicheren überprüfung eines elektronischen tickets

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Publication number
EP3977371A1
EP3977371A1 EP20729729.2A EP20729729A EP3977371A1 EP 3977371 A1 EP3977371 A1 EP 3977371A1 EP 20729729 A EP20729729 A EP 20729729A EP 3977371 A1 EP3977371 A1 EP 3977371A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
terminal
response message
communication channel
ticket
electronic ticket
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20729729.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joseph Lutgen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vdv Eticket Service & Co Kg GmbH
Original Assignee
Vdv Eticket Service & Co Kg GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vdv Eticket Service & Co Kg GmbH filed Critical Vdv Eticket Service & Co Kg GmbH
Publication of EP3977371A1 publication Critical patent/EP3977371A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H04L2209/80—Wireless

Definitions

  • the present invention relates to a method for the secure verification of an electronic ticket and a corresponding control device for the secure verification.
  • the two variants, in which the ticket is delivered by email or directly transferred to the consumer's smartphone, are generally referred to as electronic tickets.
  • the ticket is often sent to him in PDF format.
  • the ticket data are then usually stored in the form of a barcode so that they can be read out quickly and easily by a control device.
  • the ticket data may also be shown in plain text.
  • the ticket data is loaded directly onto his smartphone via a corresponding app.
  • This variant is particularly popular with train tickets.
  • Deutsche Bahn AG offers a corresponding app (also known as DB Navigator) in which a passenger's electronic tickets can be stored.
  • the data which is often stored in the form of a 2D barcode (often as an Aztec code)
  • the inspector receives all relevant information about the electronic ticket in the shortest possible time, such as the name of the passenger, the booked route, the booked means of transport (e.g. regional express or ICE), the booked class (1st or 2nd class), the Any seat booked, BruCard options, etc.
  • the inspector can check in the shortest possible time whether a passenger has booked the "correct" ticket and thus has a supposedly permissible authorization to use the selected means of transport.
  • the inspector can only check to a limited extent whether the ticket is an original, a forgery or a copy and whether the passenger is actually authorized to use the selected means of transport.
  • the mechanism described above protects against unauthorized manipulation of the ticket data, it does not prevent a fraudster from copying the entire electronic ticket.
  • the user could, for example, copy the barcode belonging to an electronic ticket as a screenshot and transfer this screenshot to one or more other smartphones.
  • the controller can therefore also check the passenger's personal data and request the passenger to identify himself. Provided that the name of the passenger is shown with the name in the electronic ticket stored name is identical, the passenger is regarded as authorized.
  • the railway operator would have to employ additional control personnel to ensure a complete and thorough check of all driving authorizations.
  • he dispenses with the additional control personnel and accepts a merely superficial check of the passengers' authorization, for example by partially or completely dispensing with the checking of the personal data.
  • the object of the present invention is to provide a method and a control device for the secure checking of an electronic ticket, in particular an electronic one Provide bus and / or train tickets.
  • An additional object of the present invention is that the method for secure checking is designed effi ciently.
  • a method for securely checking an electronic ticket is proposed, the electronic ticket being stored on a first mobile terminal that is assigned to an end user, and the ticket being checked by a second terminal that is a controller or is assigned to a control system.
  • the method according to the invention comprises the following steps:
  • the inventive method and in particular the signature of the response message by the first terminal offer an additional protective mechanism for efficient protection against fraudsters.
  • the first terminal on which the electronic ticket is located is specifically requested by the second terminal to send a response message.
  • This response message is signed by the first terminal.
  • the digital signature attached to the reply message can then be checked by the second terminal device.
  • a private key of the first terminal is used.
  • the subsequent verification by the second terminal takes place through the use of a public key of the first th terminal device.
  • the public key and the private key of the first terminal together form a key pair and are mathematically linked to one another. Key pairs are generally known from cryptography and are used in asymmetric encryption processes. Such a key pair can be generated, for example, using a standard method of elliptic curve cryptography or using the RSA method.
  • the public key can also be included in the response message, for example. Alternatively, however, it can also be provided that the public key of the first terminal is stored in the second terminal, or in a storage medium which the second terminal can access via a network connection. Since the second terminal has the public key of the first terminal or has access to the public key, the second terminal can check whether the signature of the first terminal is valid or not. If the signature is invalid, the second terminal can conclude from this that it is a forgery or a copy of the electronic ticket.
  • the second terminal can be designed as a mobile terminal. This is particularly advantageous when the method according to the invention is to be used, for example, in the railway. As an alternative to this, however, provision can also be made for the second terminal to be designed as a stationary terminal. This can be desired in particular when the method according to the invention is to be used in connection with an access control system or an access system. Such an access control system can, for example, have electronically controlled access barriers or automatically opening access doors and carry out an automatic control of the electronic tickets or the driving authorization of a consumer.
  • the first terminal according to the method according to the invention can preferably be designed as a smartphone.
  • the second terminal can also be designed as a smartphone.
  • the ticket data can preferably also be transmitted to the second terminal.
  • the ticket data which are stored in a 2D barcode, are initially displayed on a display of the first terminal.
  • the second device can then read out the 2D barcode and check the ticket data (in particular the route, the booked class, etc.). In this context, one can speak of a transmission of the ticket data via an optical communication channel.
  • the second terminal can then send a request message to the first terminal to check the identity of the passenger and request confirmation by means of a signed response message.
  • the ticket data are transmitted within the response message.
  • the entire control or communication between the control device (second device) and the consumer's device (first device) takes place in a total of two steps (sending the inquiry message to the first device and sending the response message containing the ticket data to the second Terminal).
  • the ticket data can be stored either as a 2D barcode or in another format (for example in text format).
  • the request message has a verification message.
  • the verification message can, for example, be a sequence of characters generated according to a random algorithm or a pseudo-random algorithm (in particular a randomly generated text or a randomly generated number) was previously generated by the second terminal.
  • the first terminal after receiving the request message containing the verification message, the first terminal encrypts this verification message with the private key and then transmits an encrypted representation of the verification message to the second terminal. This transfer then takes place by means of the reply message.
  • the second terminal can then decrypt the encrypted verification message using the public key of the first terminal and thereby check whether the first terminal actually has the key assigned to it.
  • the security of the verification checking method according to the invention can be increased further, since it is excluded that the response message is generated before the verification message is generated.
  • the verification message that the second terminal generates can in particular be different for each control process. This makes it practically impossible for a forger to copy a response message available to him or to reconstruct a response message from a response message known to him, which is recognized by the second terminal as a valid response message.
  • the random number has a length of 64 bits.
  • the random number is 128 bits long. The use of a particularly long random number makes it particularly difficult to forge or copy the electronic ticket.
  • the first terminal can in particular not use a copy of a response message previously generated by another terminal, but must generate the response message, which contains the encrypted representation of the random number, itself. Otherwise, the second terminal would determine that the first mobile Terminal is in possession of a supposedly correct private key, but has encrypted a different number than the random number previously generated by the second terminal.
  • the response message contains a digi tal certificate that comes from the service provider who created the electronic ticket, or a place classified as trustworthy by the service provider (trust anchor) .
  • the digital certificate can in particular be designed as a public key certificate.
  • the digital certificate can have a public key, which together with a private key of the service provider forms a key pair.
  • the trust anchor (hereinafter also referred to as a place classified as trustworthy by the service provider) determines whether the first mobile terminal is suitable as a host for the trustworthy client application. If this is the case, it equips the mobile terminal with a unique ID, a key and a certificate or test code. The check code can be checked easily and offline for all authorized participants in the system and confirms the trustworthiness of the client application.
  • the digital certificate can in particular contain information on the issuer of the certificate and the certificate recipient.
  • the digital certificate can also contain information on the hash function used. For example, it can be stored in the digital certificate that the first terminal uses SHA-1 or SHA-256 as the hash function.
  • the second terminal can use the data contained in the digital certificate to check whether the owner of the first terminal is actually authorized to use the electronic ticket.
  • the digital certificate can also be signed using a private key from the service provider. be kidnapped.
  • the service provider's public key belonging to the private key can be stored on the second terminal device or on a memory that can be accessed via a network connection. This allows the second terminal to verify whether the certificate was actually created by the service provider.
  • the digital certificate can have information relating to the period of validity of the certificate. For example, the digital certificate can contain the date on which the certificate was created and a period of validity (e.g. 3 months). The second terminal can thus check whether the certificate is still valid at the time the electronic ticket is checked. If the certificate is no longer valid, the second terminal can conclude from this that the owner of the first terminal is not authorized to use the ticket stored on the first terminal.
  • the response message has the electronic ticket, which in addition to the ticket information also has a first digital identifier of the first terminal, and that the electronic ticket contains a digital signature of the service provider;
  • the response message has, in addition to the electronic ticket, a second digital identifier of the first terminal generated by the first terminal;
  • the second terminal confirms the authenticity of the response message only if the first identifier contained in the electronic ticket and the second identifier generated by the first terminal are identical.
  • a digital fingerprint of the first terminal can be used.
  • a hardware fingerprint or a software fingerprint of the first terminal can be used.
  • a digital fingerprint enables a terminal device to be clearly recognized.
  • a hardware fingerprint can for example have a processor ID, a main memory ID and / or a graphics chip ID.
  • the digital fingerprint can also be obtained from the above th IDs can be composed or calculated from these.
  • the ID of the first terminal is queried or read out when the end user registers with the service provider or when the electronic ticket is purchased.
  • an application can be provided on the first terminal (trustworthy client application) which reads out or generates this ID.
  • a hardware ID for example the CPU serial number or the working memory serial number
  • the service provider can be read out and forwarded to the service provider so that the electronic ticket is then created in a personalized manner by the service provider and the ticket Contains data of the buyer and / or the ID of the terminal (first identifier).
  • the ticket is linked to the purchaser's terminal.
  • the trustworthy client application protects the private key and data of the application on users' mobile devices and is checked and authorized by the trust anchor for this purpose. Since the electronic ticket is also signed in particular by the service provider, an unauthorized person who does not have the private key of the service provider cannot manipulate the data on the electronic ticket.
  • the second terminal can verify whether the checked ticket was actually created for the first mobile terminal of the passenger, or whether the ticket was created for another terminal and was then copied to the first terminal that is now being checked.
  • the identifier of the first terminal is also requested.
  • the second terminal can read out a hardware ID of the first terminal (second identifier). The second terminal can then compare the first identifier and the second identifier with one another. The authenticity of the response message is only confirmed if the two identifiers are identical. In this way, a particularly safe checking method can be provided.
  • a ticket issuing system or a control device can determine its trustworthiness and the authenticity of the unique ID itself.
  • the ticket issuing system inserts this ID into the data of a ticket to be issued before it signs this data and sends it back to the client application. This means that the ticket is linked to this ID.
  • the identifier of the first terminal is used independently of the above-described principle of the request message and the response message.
  • a method for securely checking an electronic ticket is proposed to solve the above-mentioned problem, the electronic ticket being stored on a first mobile terminal assigned to an end user and the ticket being checked by a second terminal assigned to a controller or a control system.
  • the method according to the invention comprises the following steps:
  • test message Sending a test message from the first terminal to the second terminal via a communication channel, the test message comprising the electronic ticket, which in addition to the ticket information also has a first digital identifier of the first terminal and the electronic ticket contains a digital signature of the service provider;
  • test message has a second digital identifier of the first terminal generated by the first terminal.
  • the second terminal confirms the authenticity of the test message only if the first identifier contained in the electronic ticket and the second identifier generated by the first terminal are identical.
  • One advantage of this embodiment is that the security of the method according to the invention is further increased, since it is almost impossible for the electronic ticket, which preferably contains a signature of the service provider, to be manipulated. It is also almost impossible that the identifier of the first terminal, which can in particular be a hardware ID, is manipulated.
  • the identifier of the First terminal preferably generated by an application that is provided by the service provider. It is therefore particularly difficult to manipulate this application in order to transmit a forged identifier.
  • the second terminal only confirms the authenticity of the test message if the identifier contained in the electronic ticket and the identifier stored in the digital certificate are identical. This provides a particularly secure method, since both the manipulation of the electronic ticket and the manipulation of the digital certificate are almost impossible.
  • the method according to the invention comprises the following steps:
  • test message Sending a test message from the first terminal to the second terminal via a communication channel, the test message having the electronic ticket, which in addition to the ticket information also has a digital identifier of the first terminal and the electronic ticket contains a digital signature of the service provider ;
  • the test message has, in addition to the electronic ticket, a digital certificate which is signed by the service provider and which has the digital identifier of the first terminal;
  • the second terminal confirms the authenticity of the test message only if the identifier contained in the electronic ticket and the identifier contained in the digital certificate are identical.
  • the second terminal only confirms the authenticity of the test message if the identifier stored in the digital certificate and the identifier generated by the first terminal are identical.
  • a particularly high level of security can thereby be guaranteed, since manipulation of the identifier stored in the digital certificate and the identifier of the first terminal are almost impossible.
  • there are basically three different options for checking the identifier (comparison of the ID stored in the ticket with the ID stored in the digital certificate, comparison of the ID stored in the ticket with the ID read from the first device, comparison of the ID stored in the digital certificate ID with the ID read out by the first terminal), each variant being associated with the mentioned advantages.
  • the response message has a time stamp and that the authenticity of the response message is only confirmed by the control device (second terminal) if the age of the time stamp is below a predetermined threshold value. For example, it can be provided that the authenticity of the response message is not confirmed if the time stamp is older than 60 seconds. This can also prevent a response message generated by a terminal from being transmitted to an unauthorized first terminal and duplicated. In this case, a generated response message is only valid for 60 seconds and can no longer be used beyond this period. As a result, the security of the method according to the invention can be further increased.
  • the time stamp is integrated in a barcode, in particular in a 2D barcode.
  • the second terminal can send an inquiry message to the first terminal and the first terminal can generate a response message in response to the inquiry message which transmits the relevant information encoded in a barcode.
  • the second terminal can read out the barcode and check whether it is actually a recently generated barcode, or whether it was generated 1 or 2 hours ago and possibly later transferred to the controlled device. In this case, the inspector could ask the passenger for identification.
  • the response message contains a digital certificate in which a security indicator is stored, which characterizes the fulfillment of predetermined security requirements by the first terminal.
  • the security indicator can contain information relating to the result of a previous security check of the first terminal.
  • a security check is carried out on the first terminal, which checks whether the security requirements specified by the service provider are met by the terminal.
  • the security check it can be checked, for example, whether the first terminal device has a current version of the operating system and / or whether antivirus software is installed on the first terminal device. If the first terminal has an outdated operating system or does not have any antivirus software, the security attribute can contain corresponding information that characterizes the first terminal as unsafe.
  • the security check it can also be checked whether the first terminal is a routed smartphone or a routed tablet. If the check determines that the terminal has been routed, the security attribute can contain corresponding information by means of which the first terminal is classified as insecure.
  • the security check can either be standardized and carried out in an identical manner for all terminals or individually and depending on the terminal that is recognized. For example, it can be provided that the security requirements for terminals with an Android operating system differ from the security requirements for terminals with an iOS operating system. In this way, an individualized check of the terminals can be made possible, with no superfluous checking steps taking place.
  • individual services can be controlled depending on the individual end devices.
  • the terminals that meet the security requirements of the service provider are authorized to purchase tickets, while the terminals that do not meet the security requirements, cannot purchase tickets.
  • the terminals that do not meet the security requirements can only retrieve information about the connections.
  • the second terminal refuses to verify the checked ticket if the first terminal does not meet the specified security requirements.
  • the digital certificate which contains the security indicator, can for example be contained in the electronic ticket or, alternatively, as an element carried out separately from the electronic ticket.
  • the security indicator is designed as a binary security flag that
  • the first terminal and the second terminal each have a near field communication module (NFC module) and that the first communication channel is based on near field communication (NFC).
  • NFC module near field communication module
  • NFC near field communication
  • the transmission of the request message over an NFC communication channel has the advantage that the request message cannot be read out by a third party, since the data is only transmitted over a very short distance (usually a few centimeters). It is therefore almost impossible for a third party to read out the request message, which can contain, for example, a generated random number as a verification message, and based on it to generate a response message for this verification message, which could then be transmitted to the first terminal checked by a controller.
  • the first communication channel is based on a Bluetooth transmission standard.
  • a control device sends several request messages to different smartphones in the vicinity at the same time, thereby checking several terminals or passengers at the same time. This can significantly reduce the time required for ticket inspection.
  • Another advantage of using the Bluetooth transmission standard is that not all smartphones available on the market have an NFC module. Older models in particular do not have an NFC module or at least no freely usable NFC module, while they usually have a Bluetooth module.
  • the first communication channel is designed as an optical communication channel. It can be provided in particular that the communication between the first terminal and the second terminal takes place via barcodes, in particular via 2D barcodes, which are displayed on the display of one terminal and read out by a camera or an optical scanner of the other terminal can.
  • both the first terminal and the second terminal have a front camera.
  • both terminals have a camera which is arranged on the same side of each terminal on which the displays of the terminals are also arranged.
  • both terminals are aligned frontally with one another, so that the request message from the second terminal to the first terminal and the response message can be transmitted from the first terminal to the second terminal.
  • the corresponding data is shown on the display of each terminal (in coded or uncoded form) and read out via the camera of the other terminal.
  • the NFC module of the second terminal emulates an NFC tag.
  • the control device pretends to be an NFC tag.
  • smartphones that are not able to communicate via the standard NFC interface but only read NFC tags can also be used in the method according to the invention. This is particularly the case with some models from the smartphone manufacturer Apple. Since the NFC interface is only open to a limited extent on various iPhone models, these models are not per se suitable for communicating with a control device via an NFC interface. If, on the other hand, the second terminal device emulates an NFC tag, this also enables communication with the models mentioned. This advantageously provides a method that can be used across platforms.
  • the response message contains biometric data of the consumer, in particular data relating to a fingerprint, a voice, features of a face or a pattern of an iris.
  • biometric data of the consumer in particular data relating to a fingerprint, a voice, features of a face or a pattern of an iris.
  • the verification is carried out by the second terminal by comparing the biometric data received from the first terminal with the data from a database or directly with the characteristics of the user, which are stored either on the second terminal or in a storage element accessible via a network connection are.
  • the database can contain, for example, the fingerprint of a previously registered user and his / her full name and / or ID number.
  • the voice of a previously registered user and his name or address can be must be stored in the database. This allows the second terminal to verify the identity of the controlled person by checking the biometric data.
  • the response message contains a photographic image of the consumer or a photographic image of the face of the consumer.
  • the second terminal can then verify the photographic image of the consumer received from the first terminal.
  • the photographic image is first converted into a “real life emoji image” and then only the mentioned emoji image of the user is transmitted to the control device.
  • an image of the user is generated with a reduced amount of data and transmitted to the control device.
  • the amount of data in the emoji image is very much reduced compared to the original photographic image.
  • the response message can therefore advantageously be transmitted within a very short time.
  • the controller can also check directly whether the first terminal actually belongs to the person who is in possession of the terminal.
  • the ticket data and the photographic image of the consumer can therefore be displayed on the second terminal at the same time, so that the inspector can carry out the check within a very short time.
  • the second terminal has a memory element and / or is connected to an external memory element on which a list of identification data is stored, in which the probability of a lack of authenticity exceeds a predetermined probability threshold exceeds.
  • the identification data can in particular have a ticket number or an identifier of a first terminal. This can further reduce the risk of individual fraudsters copying tickets. be dued. For example, provision can be made for the identification data, for example a hardware fingerprint of the controlled terminal devices, to be recorded during each check. The number of times this identification data was registered during the previous controls can then be stored in a database.
  • the identification data of a specific terminal is registered particularly frequently, this can be an indication that the tickets are copied and that are in circulation in large numbers. For example, it can be provided that in those cases in which the same identification data are registered more than ten times by control devices on a single day, an optical warning signal is output by the control device. In this case, an inspector can also request the ID of the inspected person. In this way, a secure and yet efficient check of the passengers takes place, since an additional check of the identification documents, in particular a check of the identity card or the passport, only takes place in those cases in which anomalies are observed.
  • the storage element described above can be implemented as an integrated memory or as a hard disk.
  • the storage element can in particular be designed as a cloud storage device that can be accessed by all controllers or control devices.
  • the identification data can in particular have an ID number of the first terminal and / or biometric data.
  • the selection of the first communication channel and the second communication channel is automated.
  • a communication channel based on the NFC standard can be selected automatically if an NFC-capable device is detected in the immediate vicinity.
  • a communication channel based on the Bluetooth standard can be selected automatically if no NFC-capable device is detected in the vicinity of the control device, but instead whose Bluetooth-enabled devices are available.
  • optical signals and acoustic signals can be used for communication between the first terminal and the control device, for example, in order to automatically select an optical or acoustic communication channel accordingly.
  • an acoustic or optical communication channel can also be used to select or communicate dynamic addresses for other wireless communication channels to be used (for example Bluetooth or WLAN).
  • one of the terminals can generate an acoustic trigger signal that signals to the other terminal that communication is taking place via an acoustic signal.
  • the acoustic trigger signal can, for example, have a specific spectrum that can be picked up and evaluated by the respective other terminal. In this way an intelligent system is provided that adapts to the individual environmental situation.
  • a trainable classifier to be used for the automatic selection of the communication channels.
  • the trainable classifier can in particular be an artificial neural network.
  • the classifier can be trained with data from the past, which for example contain information about which communication channels were preferred in which situation.
  • the method according to the invention is not limited to methods for checking train tickets, but rather that the method according to the invention is also suitable for the secure checking of all types of electronic tickets.
  • the method described is also suitable for checking electronic tickets for concerts, festivals and sporting events.
  • a control device for checking an electronic ticket in particular an electronic bus and / or train ticket, is proposed to solve the above-mentioned object.
  • the electronic ticket is stored on a first mobile device that is assigned to an end user.
  • the control device according to the invention has at least one processor, a memory and a communication module and is designed to
  • the communication module has an NFC module, a Bluetooth module, a camera and / or a display.
  • the present invention offers a multi-stage method and a trust anchor, a trustworthy client application, a ticket issuing system, a control device and a blocking service.
  • Each of the individual components of the present invention contributes to an overall increased security, with possible misuse of the provided ticket system being made significantly more difficult compared to the previously known systems.
  • the invention is explained in more detail below using exemplary embodiments and with reference to the drawings. In detail, show:
  • FIG. 3 shows a further schematic representation of an exemplary embodiment of the method according to the invention, an inquiry message A and an answer message B being exchanged between a control device and a mobile terminal device,
  • FIG. 4 shows a further schematic illustration of an exemplary embodiment of the method according to the invention, a control device and a mobile terminal additionally communicating with a server,
  • FIG. 5 shows a further schematic representation of an exemplary embodiment of the method according to the invention, the response message containing a digital certificate
  • FIG. 6 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of the method according to the invention, the response message having a time stamp
  • FIG. 7 shows a further schematic representation of an exemplary embodiment of the method according to the invention, the server determining an identifier assigned to the mobile terminal and creating a digital certificate that contains the identifier,
  • FIG. 9 shows a further flowchart for describing a further exemplary embodiment of the method according to the invention, in which the inquiry message comprises a verification message.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a ticket checking method according to the prior art.
  • a first mobile terminal 10 that is assigned to a consumer
  • a second terminal 12 which is assigned to a controller.
  • the first mobile terminal is designed as a smartphone.
  • the second terminal 12 which is also referred to as a control device in connection with the present invention, is designed as a mobile terminal in the example provided.
  • the first mobile terminal 10 and the control device 12 each have a display element 14, 16.
  • the ticket data 18 are displayed in text form on the display element 14 of the first terminal 10.
  • the ticket data 18 can in particular contain information about the route, the booked class (1st class or 2nd class) or a seat reservation.
  • the ticket data are shown in encrypted form by means of a 2D barcode 20 on the display element 14 of the first terminal device 10.
  • the first terminal 10 sends the ticket data to the control device 12 via a communication channel 24.
  • the communication channel 24 can be designed as an optical communication channel.
  • the control device 12 can read out the ticket data stored on the first terminal 10 via a camera or a barcode scanner (neither of which is shown in FIG. 1).
  • the ticket data is then evaluated and checked. For example, the booked route can be compared with the actual route in order to check whether the passenger is on the correct train. If the ticket data are correct and the passenger has valid authorization to use the selected means of transport, a confirmation message can be displayed on the display element 16 of the second terminal 12. This means that the inspector knows that the passenger has a valid ticket.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of the method according to the invention, in which communication between the control device 12 and the terminal 10 takes place bidirectionally.
  • the control device 12 can send data to the first terminal 10 via a first communication channel 22.
  • the first terminal 10 can send data to the control device 12 via a second communication channel 24.
  • the two communication channels 22, 24 can be identical.
  • both communication channels can be based on the NFC transmission standard.
  • the first communication channel 22 based on the NFC transmission standard and the second communication channel 24 is designed as an optical communication channel.
  • the request message A can take place via an NFC communication channel
  • the response message B is represented as a barcode and read out optically by the control device 12.
  • the bidirectional communication when checking the tickets can increase security, as will be shown in the following figures.
  • Fig. 3 a specific embodiment of the method according to the invention is shown, wherein both the control device 12 and the first mobile terminal 10 are designed as smartphones.
  • the control device 12 first sends an inquiry message A to the first terminal 10 via the first communication channel 22.
  • the first terminal 10 then sends a response message B to the control device 12 via the second communication channel 24.
  • the response message is B signed by the first terminal 10.
  • the control device 12 can check whether the response message B was actually created by the first terminal device 10 or whether the content of the response message B was possibly manipulated.
  • the signature of the response message B by the first terminal 10 takes place via a private key of the first terminal 10.
  • a public key of the first terminal 10 is used to check the authenticity of the response message B.
  • This public key can, for example, be stored in advance on the control device 12. Alternatively, it can be provided that the response message B contains the public key. As far as the signature of the response message B could be verified by the control device 12 and the ticket data are also correct, a confirmation message can be displayed on the display element 16 of the control device 12.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of the method according to the invention, in which the first terminal 10 and the control device 12 communicate with a server 26.
  • the public key 28 of the first th terminal 10 is stored on a server 26 via a third communication channel 30. This can be done, for example, when a consumer registers with a transport company. In this case, all public keys of each consumer are stored on the server 26.
  • the control device 12 can then access the server 26 and the public key 28 of the first mobile terminal 10 stored on it via a fourth communication channel 31.
  • the control device 12 can then verify the signature of the response message B using the public key 28. If this could be verified and the ticket data are also correct, a confirmation message can be displayed on the display element 16 of the second terminal 12.
  • a further schematic representation of astrasbei is shown game of the method according to the invention.
  • the control device 12 sends the request message A to the first terminal 10 via the first communication channel 22.
  • the first terminal 10 then sends a response message B to the control device 12.
  • the response message B contains a digital certificate 32.
  • the digital Certificate 32 can in particular be a public key certificate.
  • the digital certificate 32 can contain information on the issuer of the certificate (for example his name), the consumer (for example his name, date of birth and address), the consumer's terminal device (for example the ID of the terminal device) or the period of validity of the certificate (for example: 3 months).
  • the digital certificate can also contain the public key 28 of the first terminal 10 or the public key of the certificate issuer.
  • the digital certificate 32 can contain a digital signature of the issuer.
  • the control device 12 can thus check, for example, whether the response message B was generated after the con- Troll device 12 has sent an inquiry message A to the first terminal 10, or whether the response message B was already generated before the control device 12 sent the inquiry message A to the terminal 10. If the answer message B has already been generated before the request message A was transmitted to the first terminal, it can be assumed that the authenticity of the ticket is at least in doubt. In this case, a corresponding notification can appear on the display element 16 of the second terminal 12, which recommends the inspector to manually check the passenger's identification data in addition to the checking method according to the invention.
  • An essential advantage of the method according to the invention is that this - more time-consuming - verification of the ID data only has to be carried out if abnormalities are observed in the ticket verification method according to the invention.
  • the time stamp 34 is compared with the current time and the electronic ticket is classified as invalid if the time stamp is older than a predetermined period of time (e.g. 1 minute or 5 minutes). is. So if the reply message B was generated 2 hours ago, this can be interpreted as an indication that the reply message B or the electronic ticket is invalid. In this case, the passenger's identification data can also be checked manually.
  • the response message B contains a digital certificate 32.
  • the digital certificate 32 was generated by the server 26 beforehand. The generation of the digital certificate 32 can take place, for example, when the user registers with the transport company.
  • the server 26 determines a unique identifier 36 for the first terminal 10.
  • This identifier 36 can be a hardware fingerprint, for example. As already stated above, this can be determined, for example, via the serial number of a hardware component, in particular a processor or a main memory, of the first terminal device 10. In other words, the first terminal 10 can be used when registering with the traffic take an identifier 36 to the server 26. Alternatively, the server can read out the identifier of the first terminal 10.
  • the server 26 then generates a digital certificate 32 that contains the identifier 36 of the first terminal 10.
  • the identifier 36 can be used to uniquely identify the first terminal 10 during the subsequent ticket verification process.
  • the digital certificate 32 is preferably provided with a digital signature.
  • the communication between the first terminal 10 and the server 26 takes place via a third communication channel 30.
  • the response message B and the digital certificate 32 contained therein can be checked.
  • the identifier of the first terminal 10 is also read out, as was done previously by the server 20.
  • the control device 12 comes to the result that the identifier of the first terminal 10 differs from the identifier stored in the digital certificate 32, this can be interpreted as an indication that the electronic ticket is not valid or that the passenger is not is in possession of a valid authorization to use the means of transport.
  • a notification can be displayed on the display element 16 of the control device 12, by means of which the controller is recommended to manually check the passenger's identification data.
  • the ID stored in the digital certificate is compared with the ID stored in the electronic ticket. In this case, a discrepancy between the ID in the digital certificate and the ID stored in the ticket can be interpreted as an indication that the electronic ticket is not valid or that the passenger does not have valid authorization to use the selected means of transport.
  • control device 12 communicates with the server 26 via a fourth communication channel 31. This can be used, for example, to access the public key of the server vers 26 or the first terminal 10 to query. Alternatively, however, it can also be provided that the aforementioned keys are stored in the control device 12 as standard.
  • Fig. 8 the individual steps of an embodiment of the inventive method are shown.
  • the first end device 10 In response to an inquiry message A from the control device 12 (second end device), the first end device 10 generates a signed response message B.
  • the control device 12 can check whether the response message B is actually from the first end device 10 was generated and has integrity, or whether the signature was generated by another device or the content of response message B was manipulated (principle of checking identity and integrity).
  • the control device requires the public key 28 of the first terminal 10. This public key 28 can optionally be contained in the response message B. Alternatively, however, it can also be provided that this public key 28 is stored on a server which the control device 12 can access.
  • FIG. 9 shows the individual steps of a further exemplary embodiment of the method according to the invention.
  • the request message B which is sent from the control device 12 to the first terminal 10, contains a verification message.
  • the verification message can in particular be a text message or a sequence of numbers that was generated by the control device 12. In particular, it can be a particularly long random number that was generated by the control device 12.
  • the first terminal 10 receives this verification message and integrates it into the response message B, which is then signed by the first terminal 10. Then the first terminal 10 sends the signed response message B, which contains the verification message, to the control device 12.
  • the control device 12 can thus check whether the first terminal 10 has actually received the verification message and whether it has a corresponding private key Generation of a digital signature.
  • the exemplary embodiment of the method according to the invention shown in FIG. 9 therefore ensures a particularly high level of security when checking electronic tickets.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur sicheren Überprüfung eines elektronischen Tickets, insbesondere eines elektronischen Bus- und/oder Bahntickets, wobei das elektronische Ticket auf einem ersten mobilen Endgerät (10), das einem Endverbraucher zugeordnet ist, hinterlegt ist und die Überprüfung des Tickets durch ein zweites Endgerät (12) erfolgt, das einem Kontrolleur oder einem Kontrollsystem zugeordnet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren weist die nachfolgenden Schritte auf: - Senden einer Anfragenachricht (A) von dem zweiten Endgerät (12) an das erste Endgerät (10) über einen ersten Kommunikationskanal (22); - Senden einer Antwortnachricht (B) von dem ersten Endgerät (10) an das zweite Endgerät (12) über einen zweiten Kommunikationskanal (24), wobei die Antwortnachricht (B) von dem ersten Endgerät (10) signiert ist; - Verifikation der signierten Antwortnachricht (B) durch das zweite Endgerät (12); und - Bestätigung der Authentizität der Antwortnachricht (B) durch das zweite Endgerät (12), sofern zuvor die Authentizität der Signatur durch das zweite Endgerät (12) verifiziert werden konnte.

Description

Verfahren und Kontrollaerät zur sicheren Übemrüfuna
eines elektronischen Tickets
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur sicheren Überprüfung ei nes elektronischen Tickets und ein entsprechendes Kontrollgerät für die siche re Überprüfung.
Immer mehr Verbraucher entscheiden sich dazu, insbesondere Bus- und Bahntickets, aber auch Tickets für Konzerte und andere Events, online zu er werben. Beim Online-Erwerb hat der Verbraucher meistens die Wahl, sich das erworbene Ticket per Post oder per E-Mail zusenden zu lassen. Alternativ hier zu hat er häufig auch die Möglichkeit, das Ticket direkt auf sein Smartphone zu übertragen.
Bei den beiden Varianten, bei denen das Ticket per E-Mail zugestellt oder di rekt auf das Smartphone des Verbrauchers übertragen wird, spricht man im Allgemeinen von elektronischen Tickets.
Falls der Verbraucher eine Zusendung per E-Mail wünscht, wird ihm das Ticket häufig im PDF-Format zugestellt. Die Ticketdaten sind dann in der Regel in Form eines Barcodes hinterlegt, sodass diese durch ein Kontrollgerät einfach und schnell auslesbar sind. Gegebenenfalls sind die Ticketdaten zusätzlich als Klartext dargestellt.
Entscheidet sich der Verbraucher für eine direkte Übertragung des Tickets auf sein Smartphone, so werden die Ticketdaten über eine entsprechende App di rekt auf sein Smartphone geladen. Diese Variante ist insbesondere bei Bahnti ckets sehr beliebt. Beispielsweise bietet die Deutsche Bahn AG eine entspre chende App (auch bekannt als DB Navigator), in der die elektronischen Tickets eines Fahrgastes hinterlegt werden können.
Sobald ein elektronisches Ticket kontrolliert werden soll, werden nach dem bisherigen Stand der Technik die Daten, die häufig in Form eines 2D-Barcodes (oft als Aztec-Code) hinterlegt sind, durch ein Kontrollgerät eines Kontrolleurs ausgelesen. Der Kontrolleur erhält dann in kürzester Zeit alle relevanten In formationen zum elektronischen Ticket, wie beispielsweise den Namen des Fahrgastes, die gebuchte Fahrstrecke, das gebuchte Verkehrsmittel (bspw. Regionalexpress oder ICE), die gebuchte Klasse (1. oder 2. Klasse), den gege benenfalls gebuchten Sitzplatz, BahnCard-Optionen, etc.
Der Kontrolleur kann auf diese Weise in kürzester Zeit überprüfen, ob ein Fahrgast das "richtige" Ticket gebucht hat und damit eine vermeintlich zulässi ge Berechtigung zur Nutzung des gewählten Verkehrsmittels besitzt.
Allerdings kann der Kontrolleur nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren nur bedingt überprüfen, ob es sich bei dem Ticket um ein Original oder um eine Fälschung bzw. eine Kopie handelt und ob der Fahrgast auch tatsächlich zur Nutzung des gewählten Verkehrsmittels berechtigt ist.
Daher gibt es heutzutage bereits verschiedene Ansätze, die Tickets fäl schungssicher zu gestalten. Häufig enthalten die heutigen elektronischen Ti ckets zur Erhöhung der Sicherheit zusätzliche Prüfbits, die mittels eines Algo rithmus aus den Ticketdaten gebildet werden. Sofern ein Betrüger versuchen sollte, die elektronischen Ticketdaten zu manipulieren, beispielsweise indem er die Informationen zur gebuchten Fahrstrecke ändert, kann der Kontrolleur be ziehungsweise dessen Kontrollgerät die Manipulation der Ticketdaten erken nen.
Während der vorstehend beschriebene Mechanismus vor unberechtigter Mani pulation der Ticketdaten schützt, verhindert er nicht, dass ein Betrüger das gesamte elektronische Ticket kopiert. Hierzu könnte dieser beispielsweise den zu einem elektronischen Ticket gehörenden Barcode per Screenshot kopieren und diesen Screenshot auf ein oder mehrere weitere Smartphones übertragen. Um diesem Problem vorzubeugen, werden die meisten elektronischen Tickets heutzutage personalisiert ausgestellt. Der Kontrolleur kann daher, zusätzlich zur Überprüfung des elektronischen Tickets, auch noch die Personaldaten des Fahrgastes überprüfen und den Fahrgast auffordern, sich auszuweisen. Sofern der ausgewiesene Name des Fahrgastes, mit dem im elektronischen Ticket hinterlegten Namen identisch ist, wird der Fahrgast als berechtigt angesehen. Während das vorstehend beschriebene Verfahren zur Überprüfung elektroni scher Tickets in Kombination mit der Überprüfung der Personaldaten als relativ sicher angesehen werden kann, ist das beschriebene, zweistufige Überprü fungsverfahren (Überprüfung der Ticketdaten und der Personaldaten) in der Praxis recht zeitaufwendig und daher sowohl bei den Nutzern, als auch bei den Kontrolleuren sehr unbeliebt. Darüber hinaus ist das zweistufige Überprü fungsverfahren in einigen Fällen praktisch überhaupt nicht durchführbar, wenn zum Beispiel ein Nutzer behauptet, keinen Ausweis mit sich zu führen.
Auch wenn das elektronische Ticket innerhalb weniger Sekunden automatisch ausgelesen werden kann, ist gerade die zusätzliche manuelle Überprüfung des Personalausweises bzw. des Reisepasses des Fahrgastes relativ umständlich. Häufig hat der Fahrgast nur sein elektronisches Ticket parat, jedoch nicht sei ne Ausweisdokumente. Dies führt dazu, dass die Prüfung der Personaldaten eines einzelnen Fahrgastes mitunter 1 Minute oder sogar noch länger dauern kann. Bei mehreren 100 Fahrgästen, deren Tickets überprüft werden soll, führt dies zu einem nicht unwesentlichen Aufwand.
Folglich müsste der Bahnbetreiber zur Gewährleistung einer vollständigen und gründlichen Überprüfung sämtlicher Fahrberechtigungen zusätzliches Kontroll- personal einstellen. Alternativ verzichtet er auf das zusätzliche Kontrollpersonal und nimmt eine lediglich oberflächliche Prüfung der Berechtigung der Fahrgäs te in Kauf, indem er etwa auf die Überprüfung der Personaldaten teilweise o- der vollständig verzichtet.
In der Praxis führt dieser Umstand dazu, dass häufig nur die elektronischen Tickets überprüft werden und nicht zusätzlich auch noch die Personaldaten des Fahrgastes. Dieser Ansatz ist jedoch unbefriedigend, da er für den Betreiber keine ausreichende Sicherheit vor Betrügern bietet.
Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Problem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein Kontrollgerät zur sicheren Überprüfung eines elektronischen Tickets, insbesondere eines elektronischen Bus- und/oder Bahntickets bereitzustellen. Eine zusätzliche Aufgabe der vor liegenden Erfindung ist es, dass das Verfahren zur sicheren Überprüfung effi zient gestaltet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zur sicheren Überprüfung eines elektronischen Tickets vorgeschlagen, wobei das elektronische Ticket auf ei nem ersten mobilen Endgerät, das einem Endverbraucher zugeordnet ist, hin terlegt ist und die Überprüfung des Tickets durch ein zweites Endgerät erfolgt, das einem Kontrolleur oder einem Kontrollsystem zugeordnet ist. Das erfin dungsgemäße Verfahren umfasst dabei die nachfolgenden Schritte:
Senden einer Anfragenachricht von dem zweiten Endgerät an das erste Endgerät über einen ersten Kommunikationskanal;
Senden einer Antwortnachricht von dem ersten Endgerät an das zweite Endgerät über einen zweiten Kommunikationskanal, wobei die Antwort nachricht von dem ersten Endgerät signiert ist und wobei der zweite Kommunikationskanal entweder identisch mit dem ersten Kommunikati onskanal ist oder sich von dem ersten Kommunikationskanal unterschei det;
Verifikation der signierten Antwortnachricht durch das zweite Endgerät; und
Bestätigung der Authentizität der Antwortnachricht durch das zweite Endgerät, sofern zuvor die Authentizität der Signatur durch das zweite Endgerät verifiziert werden konnte.
Das erfindungsgemäße Verfahren und insbesondere die Signatur der Antwort nachricht durch das erste Endgerät bieten einen zusätzlichen Schutzmecha nismus zum effizienten Schutz vor Betrügern. Das erste Endgerät, auf dem sich das elektronische Ticket befindet, wird nämlich durch das zweite Endgerät aufgefordert, eine Antwortnachricht zu versenden. Diese Antwortnachricht ist durch das erste Endgerät signiert. Die digitale Signatur, die der Antwortnach richt beigefügt wird, kann anschließend vom zweiten Endgerät überprüft wer den. Bei der Generierung der digitalen Signatur wird ein privater Schlüssel des ersten Endgeräts verwendet. Die anschließende Überprüfung durch das zweite Endgerät erfolgt durch die Verwendung eines öffentlichen Schlüssels des ers- ten Endgeräts. Der öffentliche Schlüssel und der private Schlüssel des ersten Endgeräts bilden zusammen ein Schlüsselpaar und sind mathematisch mitei nander gekoppelt. Schlüsselpaare sind im Allgemeinen aus der Kryptographie bekannt und werden bei asymmetrischen Verschlüsselungsverfahren einge setzt. Die Generierung eines solchen Schlüsselpaars kann beispielsweise unter Verwendung eines Standard-Verfahrens der Elliptische-Kurven-Kryptographie oder unter Verwendung des RSA-Verfahrens erfolgen.
Der öffentliche Schlüssel kann beispielsweise ebenfalls in der Antwortnachricht enthalten sein. Alternativ kann es aber auch vorgesehen sein, dass der öffent liche Schlüssel des ersten Endgeräts in dem zweiten Endgerät hinterlegt ist, bzw. in einem Speichermedium, auf welches das zweite Endgerät über eine Netzwerkverbindung zugreifen kann. Da das zweite Endgerät über den öffent lichen Schlüssel des ersten Endgeräts verfügt bzw. Zugriff auf den öffentlichen Schlüssel hat, kann das zweite Endgerät überprüfen, ob die Signatur des ers ten Endgeräts gültig ist oder nicht. Ist die Signatur ungültig, kann das zweite Endgerät daraus schließen, dass es sich um eine Fälschung bzw. um eine Ko pie des elektronischen Tickets handelt.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, kann das zweite Endgerät als ein mobiles Endgerät ausgeführt sein. Dies ist insbesonde re dann vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise in der Bahn eingesetzt werden soll. Alternativ hierzu kann es aber auch vorgese hen sein, dass das zweite Endgerät als ein stationäres Endgerät ausgeführt ist. Dies kann insbesondere dann gewünscht sein, wenn das erfindungsgemäße Verfahren im Zusammenhang mit einem Zugangskontrollsystem bzw. einem Zutrittssystem verwendet werden soll. Ein solches Zugangskontrollsystem kann beispielsweise elektronisch gesteuerte Zugangsschranken oder automa tisch öffnende Zugangstüren aufweisen und eine automatische Kontrolle der elektronischen Tickets bzw. der Fahrberechtigung eines Verbrauchers durch führen. Das erste Endgerät gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann vorzugs weise als ein Smartphone ausgeführt sein. Das zweite Endgerät kann dabei ebenfalls als ein Smartphone ausgeführt sein.
Zusätzlich zu dem Kontrollmechanismus, der durch das Senden der Anfra genachricht an das erste Endgerät und das Senden der signierten Antwort nachricht an das zweite Endgerät bereitgestellt wird, können vorzugsweise auch die Ticketdaten an das zweite Endgerät übertragen werden. Für die Über tragung der Ticketdaten gibt es verschiedene Alternativen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass zunächst die Ticketdaten, die in einem 2D-Barcode hin terlegt sind, durch ein Display des ersten Endgeräts angezeigt werden. Das zweite Endgerät kann anschließend den 2D-Barcode auslesen und die Ticket daten (insbesondere die Fahrstrecke, die gebuchte Klasse etc.) überprüfen. In diesem Zusammenhang kann von einer Übertragung der Ticketdaten über ei nen optischen Kommunikationskanal gesprochen werden. Anschließend kann das zweite Endgerät zur Überprüfung der Identität des Fahrgastes eine Anfra genachricht an das erste Endgerät senden und eine Bestätigung durch eine signierte Antwortnachricht anfordern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Ticketdaten innerhalb der Antwortnachricht übertragen werden. Somit erfolgt die gesamte Kontrolle bzw. die Kommunika tion zwischen dem Kontrollgerät (zweites Endgerät) und dem Endgerät des Verbrauchers (erstes Endgerät) in insgesamt zwei Schritten (Senden der An fragenachricht an das erste Endgerät und Senden der die Ticketdaten enthal tende Antwortnachricht an das zweite Endgerät). Die Ticketdaten können in diesem Fall beispielsweise entweder als 2D-Barcode oder aber auch in einem anderen Format (zum Beispiel im Textformat) hinterlegt sein.
Ferner kann gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah rens vorgesehen sein, dass die Anfragenachricht eine Verifikationsnachricht aufweist. Die Verifikationsnachricht kann bspw. eine gemäß einem Zufallsalgo rithmus bzw. einem Pseudo-Zufallsalgorithmus erzeugte Zeichenfolge (insbe sondere ein zufällig erzeugter Text oder eine zufällig erzeugte Zahl) sein, die zuvor von dem zweiten Endgerät generiert wurde. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass das erste Endgerät nach Erhalt, der die Verifikations nachricht enthaltende Anfragenachricht diese Verifikationsnachricht mit dem privaten Schlüssel verschlüsselt und anschließend eine verschlüsselte Darstel lung der Verifikationsnachricht an das zweite Endgerät überträgt. Diese Über tragung erfolgt dann mittels der Antwortnachricht. Das zweite Endgerät kann im Anschluss die verschlüsselte Verifikationsnachricht unter Verwendung des öffentlichen Schlüssels des ersten Endgeräts entschlüsseln und dadurch über prüfen, ob das erste Endgerät tatsächlich über den ihm zugeordneten Schlüs sel verfügt. Auf diese Weise kann die Sicherheit des erfindungsgemäßen Über prüfungsprüfungsverfahrens weiter erhöht werden, da ausgeschlossen wird, dass die Antwortnachricht bereits vor der Generierung der Verifikationsnach richt erzeugt wird. Die Verifikationsnachricht, die das zweite Endgerät gene riert, kann insbesondere bei jedem Kontrollvorgang unterschiedlich sein. Dadurch wird es für einen Fälscher praktisch unmöglich, eine ihm vorliegende Antwortnachricht zu kopieren oder aus einer ihm bekannten Antwortnachricht eine Antwortnachricht zu rekonstruieren, die von dem zweiten Endgerät als gültige Antwortnachricht erkannt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Anfragenachricht eine Verifikationsnachricht aufweist, die eine durch das zweite Endgerät generierte Zufallszahl der Länge L enthält, wobei L > = 1 ist, und die Antwortnachricht eine mit einem privaten Schlüssel des ersten Endgeräts verschlüsselte Darstellung der durch das zwei te Endgerät generierten Zufallszahl enthält. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Zufallszahl eine Länge von 64 Bit aufweist. Gemäß einer Ausfüh rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner vorgesehen sein, dass die Zufallszahl 128 Bit lang ist. Durch die Verwendung einer besonders langen Zufallszahl wird es besonders schwierig, das elektronische Ticket zu fälschen oder zu kopieren. Gemäß dieser Ausführungsform kann das erste Endgerät insbesondere keine Kopie einer zuvor durch ein anderes Endgerät generierten Antwortnachricht verwenden, sondern muss die Antwortnachricht, welche die verschlüsselte Darstellung der Zufallszahl enthält, selbst generie ren. Andernfalls würde das zweite Endgerät feststellen, dass das erste mobile Endgerät im Besitz eines vermeintlich korrekten privaten Schlüssels ist, jedoch eine andere Zahl verschlüsselt hat, als die zuvor durch das zweite Endgerät generierte Zufallszahl.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zudem vorgesehen sein, dass die Antwortnachricht ein digi tales Zertifikat enthält, das von dem Dienstleistungs-Provider, welcher das elektronische Ticket erstellt hat, oder einer vom Dienstleistungs-Provider als vertrauensvoll eingestuften Stelle (Vertrauensanker) stammt. Das digitale Zer tifikat kann insbesondere als ein public-key-Zertifikat ausgeführt sein. Das di gitale Zertifikat kann dabei einen öffentlichen Schlüssel aufweisen, der ge meinsam mit einem privaten Schlüssel des Dienstleistungs-Providers ein Schlüsselpaar bildet. Prinzipiell ist es möglich, dass der öffentliche Schlüssel in der Antwortnachricht enthalten ist und an das zweite Endgerät übertragen wird, dass der öffentliche Schlüssel auf einem Server hinterlegt ist oder dass der öffentliche Schlüssel auf dem Kontrollgerät gespeichert ist. Der Vertrau ensanker (nachfolgend auch als eine vom Dienstleistungs-Provider als vertrau ensvoll eingestufte Stelle bezeichnet) stellt fest, ob das erste mobile Endgerät als Host für die vertrauenswürdige Client-Anwendung geeignet ist. Ist dies der Fall, so stattet sie das mobile Endgerät mit einer eindeutigen ID, einem Schlüssel und einem Zertifikat bzw. Prüf-Code aus. Der Prüf-Code ist für alle autorisierte Teilnehmer im System einfach und offline prüfbar und bestätigt die Vertrauenswürdigkeit der Client-Anwendung.
Das digitale Zertifikat kann insbesondere Informationen zu dem Herausgeber des Zertifikats und dem Zertifikatsempfänger beinhalten. Auch kann das digi tale Zertifikat Angaben zur verwendeten Hash-Funktion enthalten. Beispiels weise kann in dem digitalen Zertifikat hinterlegt sein, dass das erste Endgerät als Hash-Funktion SHA-1 oder SHA-256 verwendet.
Das zweite Endgerät kann durch die im digitalen Zertifikat enthaltenen Daten überprüfen, ob der Besitzer des ersten Endgeräts tatsächlich legitimiert ist, das elektronische Ticket zu verwenden. Das digitale Zertifikat kann zudem un ter Verwendung eines privaten Schlüssels des Dienstleistungs-Providers sig- niert sein. Der zu dem privaten Schlüssel gehörige öffentliche Schlüssel des Dienstleistungs-Providers kann dabei auf dem zweiten Endgerät oder auf ei nem über eine Netzwerkverbindung erreichbaren Speicher hinterlegt sein. Dadurch kann das zweite Endgerät verifizieren, ob das Zertifikat tatsächlich von dem Dienstleistungs-Provider erstellt wurde. Zudem kann das digitale Zer tifikat Informationen betreffend die Gültigkeitsdauer des Zertifikats aufweisen. Beispielsweise kann das digitale Zertifikat das Datum, an dem das Zertifikat erstellt wurde, sowie eine Gültigkeitsdauer (z. B. 3 Monate) enthalten. Das zweite Endgerät kann dadurch überprüfen, ob das Zertifikat zum Zeitpunkt der Überprüfung des elektronischen Tickets noch gültig ist. Ist das Zertifikat nicht mehr gültig, kann das zweite Endgerät daraus schließen, dass der Besitzer des ersten Endgeräts nicht dazu berechtigt ist, dass auf dem ersten Endgerät hin terlegte Ticket zu verwenden.
Auch kann vorgesehen sein, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
die Antwortnachricht das elektronische Ticket aufweist, das neben den Ticketinformationen auch einen ersten digitalen Identifikator des ersten Endgeräts aufweist, und dass das elektronische Ticket eine digitale Signa tur des Dienstleistungs-Providers enthält;
die Antwortnachricht zusätzlich zum elektronischen Ticket einen durch das erste Endgerät erzeugten zweiten digitalen Identifikator des ersten Endgeräts aufweist; und
das zweite Endgerät die Authentizität der Antwortnachricht nur dann be stätigt, wenn der in dem elektronischen Ticket enthaltene erste Identifi kator und der durch das erste Endgerät erzeugte zweite Identifikator identisch sind.
Bei den Identifikatoren (ID) kann insbesondere ein digitaler Fingerabdruck des ersten Endgeräts zum Einsatz kommen. Insbesondere kann dabei ein Hard ware-Fingerabdruck oder ein Software-Fingerabdruck des ersten Endgeräts verwendet werden. Ein digitaler Fingerabdruck ermöglicht eine eindeutige Er kennung eines Endgeräts. Ein Hardware-Fingerabdruck kann beispielsweise eine Prozessor-ID, eine Arbeitsspeicher-ID und/oder eine Grafikchip-ID aufwei sen. Auch kann der digitale Fingerabdruck jeweils aus den vorstehend genann- ten IDs zusammengesetzt oder aus diesen berechnet sein. Bei dieser Ausfüh rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann insbesondere vorgesehen sein, dass bei der Registrierung des Endverbrauchers beim Dienstleistungs- Provider bzw. beim Erwerb des elektronischen Tickets die ID des ersten End geräts abgefragt oder ausgelesen wird. Hierzu kann beispielsweise eine Appli kation auf dem ersten Endgerät vorgesehen sein (vertrauenswürdige Client- Anwendung), die diese ID ausliest bzw. generiert. Hierzu kann beispielsweise eine Hardware-ID (zum Beispiel die CPU-Seriennummer oder die Arbeitsspei cher-Seriennummer) ausgelesen und an den Dienstleistungs-Provider weiter geleitet werden, sodass anschließend das elektronische Ticket von dem Dienst leistungs-Provider personalisiert erstellt wird und das Ticket die Daten des Er werbers und/oder die ID des Endgeräts (erster Identifikator) enthält. Auf diese Weise erfolgt eine Kopplung des Tickets mit dem Endgerät des Erwerbers. Die vertrauenswürdige Client-Anwendung schützt den privaten Schlüssel und Da ten der Anwendung auf mobilen Endgeräten von Nutzern und wird zu diesem Zweck vom Vertrauensanker geprüft und autorisiert. Da das elektronische Ti cket insbesondere auch durch den Dienstleistungs-Provider signiert ist, kann ein Unbefugter, der nicht im Besitz des privaten Schlüssels des Dienstleis tungs-Providers ist, die Daten des elektronischen Tickets nicht manipulieren. So kann bei der Kontrolle das zweite Endgerät verifizieren, ob das überprüfte Ticket tatsächlich für das erste mobile Endgerät des Fahrgastes erstellt wurde, oder ob das Ticket für ein anderes Endgerät erstellt wurde und anschließend auf das nun kontrollierte erste Endgerät kopiert wurde. Bei der Kontrolle des elektronischen Tickets wird zusätzlich zu den im elektronischen Ticket enthal tenen Daten auch der Identifikator des ersten Endgeräts abgefragt. Beispiels weise kann dabei das zweite Endgerät eine Hardware-ID des ersten Endgeräts (zweiter Identifikator) auslesen. Anschließend kann das zweite Endgerät den ersten Identifikator und den zweiten Identifikator miteinander vergleichen. Nur wenn die beiden Identifikatoren miteinander identisch sind, wird die Authenti zität der Antwortnachricht bestätigt. Auf diese Weise kann ein besonders si cheres Überprüfungsverfahren bereitgestellt werden. Mit dem so in der ver trauenswürdigen Client-Anwendung etablierten Schlüssel und der Signatur funktion, kann ein Ticket-Ausgabesystem bzw. ein Kontrollgerät deren Ver trauenswürdigkeit sowie die Authentizität der eindeutigen ID selbst feststellen. Diese ID fügt das Ticket-Ausgabesystem in die Daten eines auszugebenden Tickets ein, bevor es diese Daten signiert und an die Client-Anwendung zu rückschickt. Damit ist das Ticket an diese ID gebunden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Identifikator des ersten Endgeräts unabhängig von dem vorstehend beschriebenen Prinzip der Anfragenachricht und der Ant wortnachricht zum Einsatz kommt. Anders ausgedrückt, wird zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe ein Verfahren zur sicheren Überprüfung eines elektronischen Tickets vorgeschlagen, wobei das elektronische Ticket auf ei nem ersten mobilen Endgerät, das einem Endverbraucher zugeordnet ist, hin terlegt ist und die Überprüfung des Tickets durch ein zweites Endgerät erfolgt, das einem Kontrolleur oder einem Kontrollsystem zugeordnet ist. Das erfin dungsgemäße Verfahren umfasst dabei die nachfolgenden Schritte:
Senden einer Prüfnachricht von dem ersten Endgerät an das zweite End gerät über einen Kommunikationskanal, wobei die Prüfnachricht das elektronische Ticket aufweist, das neben den Ticketinformationen auch einen ersten digitalen Identifikator des ersten Endgeräts aufweist und das elektronische Ticket eine digitale Signatur des Dienstleistungs-Providers enthält;
die Prüfnachricht zusätzlich zum elektronischen Ticket einen durch das erste Endgerät erzeugten zweiten digitalen Identifikator des ersten End geräts aufweist; und
das zweite Endgerät die Authentizität der Prüfnachricht nur dann bestä tigt, wenn der in dem elektronischen Ticket enthaltene erste Identifikator und der durch das erste Endgerät erzeugte zweite Identifikator identisch sind.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die Sicherheit des erfindungsge mäßen Verfahrens weiter erhöht wird, da es nahezu ausgeschlossen ist, dass das elektronische Ticket, welches bevorzugt eine Signatur des Dienstleistungs- Providers enthält, manipuliert wird. Auch ist es nahezu ausgeschlossen, dass der Identifikator des ersten Endgeräts, bei dem es sich insbesondere um einen Hardware-ID handeln kann, manipuliert wird. Dabei wird der Identifikator des ersten Endgeräts vorzugsweise durch eine Applikation generiert, die von dem Dienstleistungs-Provider bereitgestellt wird. Daher ist es besonders schwierig, diese Applikation zu manipulieren, um einen gefälschten Identifikator zu über tragen.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das zweite Endgerät die Authentizität der Prüfnachricht nur dann bestätigt, wenn der im elektronischen Ticket ent haltene Identifikator und der im digitalen Zertifikat gespeicherte Identifikator identisch sind. Dadurch wird ein besonders sicheres Verfahren bereitgestellt, da sowohl die Manipulation des elektronischen Tickets, als auch die Manipula tion des digitalen Zertifikats nahezu unmöglich sind.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das erfin dungsgemäße Verfahren die nachfolgenden Schritte:
Senden einer Prüfnachricht von dem ersten Endgerät an das zweite End gerät über einen Kommunikationskanal, wobei die Prüfnachricht das elektronische Ticket aufweist, das neben den Ticketinformationen auch einen digitalen Identifikator des ersten Endgeräts aufweist und das elekt ronische Ticket eine digitale Signatur des Dienstleistungs-Providers ent hält;
die Prüfnachricht zusätzlich zum elektronischen Ticket ein digitales Zerti fikat aufweist, das durch den Dienstleistungs-Provider signiert ist und das den digitalen Identifikator des ersten Endgeräts aufweist; und
das zweite Endgerät die Authentizität der Prüfnachricht nur dann bestä tigt, wenn der in dem elektronischen Ticket enthaltene Identifikator und der im digitalen Zertifikat enthaltene Identifikator identisch sind.
Ferner kann in einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass das zweite Endgerät die Authentizität der Prüfnachricht nur dann bestätigt, wenn der im digitalen Zertifikat gespeicherte Identifikator und der durch das erste Endgerät erzeugte Identifikator identisch sind. Dadurch kann eine besonders hohe Sicherheit gewährleistet werden, da eine Manipulation des im digitalen Zertifikat gespeicherten Identifikators und des Identifikators des ersten Endgeräts nahezu unmöglich sind. Insgesamt sind also prinzipiell drei verschiedene Möglichkeiten für die Über prüfung des Identifikators möglich (Vergleich der im Ticket gespeicherten ID mit der im digitalen Zertifikat hinterlegten ID, Vergleich der im Ticket gespei cherten ID mit der vom ersten Endgerät ausgelesenen ID, Vergleich der im digitalen Zertifikat hinterlegten ID mit der vom ersten Endgerät ausgelesenen ID), wobei jede Variante mit den genannten Vorteilen verbunden ist.
Des Weiteren kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass die Antwortnachricht einen Zeitstempel aufweist und dass die Authentizi tät der Antwortnachricht durch das Kontrollgerät (zweites Endgerät) nur dann bestätigt wird, wenn das Alter des Zeitstempels unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes liegt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Authentizi tät der Antwortnachricht nicht bestätigt wird, wenn der Zeitstempel älter als 60 Sekunden ist. Dadurch kann zusätzlich vermieden werden, dass eine durch ein Endgerät erzeugte Antwortnachricht auf ein unbefugtes erstes Endgerät übertragen und vervielfältigt wird. Eine generierte Antwortnachricht ist in die sem Fall lediglich 60 Sekunden lang gültig und kann über diesen Zeitraum hin aus nicht mehr verwendet werden. Dadurch kann die Sicherheit des erfin dungsgemäßen Verfahrens weiter erhöht werden.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vor gesehen sein, dass der Zeitstempel in einem Barcode, insbesondere in einem 2D-Barcode integriert ist. So kann beispielsweise das zweite Endgerät eine Anfragenachricht an das erste Endgerät versenden und das erste Endgerät in Reaktion auf die Anfragenachricht eine Antwortnachricht generieren, welche die relevanten Informationen in einem Barcode kodiert übermittelt. Das zweite Endgerät kann den Barcode auslesen und überprüfen, ob es sich tatsächlich um einen kürzlich generierten Barcode handelt, oder ob dieser beispielsweise vor 1 oder 2 Stunden generiert und gegebenenfalls später auf das kontrollierte Gerät übertragen wurde. In diesem Fall könnte der Kontrolleur den Fahrgast auffordern, sich auszuweisen. Auch kann vorgesehen sein, dass die Antwortnachricht ein digitales Zertifikat enthält, in dem ein Sicherheitsindikator gespeichert ist, welcher das Erfüllen vorgegebener Sicherheitsanforderungen durch das erste Endgerät charakteri siert. In dem Sicherheitsindikator können Informationen enthalten sein, die das Ergebnis einer vorangegangenen Sicherheitsüberprüfung des ersten End geräts betreffen. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass bei der Re gistrierung des ersten Endgeräts beim Dienstleistungs-Provider (Ticket- Server) oder durch einen vom Dienstleistungs-Provider als vertrauensvoll eingestufte Stelle (Vertrauensanker) eine Sicherheitsüberprüfung des ersten Endgeräts durchgeführt wird, bei der überprüft wird, ob die durch den Dienstleistungs- Provider vorgegebenen Sicherheitsanforderungen durch das Endgerät erfüllt werden. Bei der Sicherheitsüberprüfung kann beispielsweise überprüft werden, ob das erste Endgerät über eine aktuelle Version des Betriebssystems verfügt und/oder ob auf dem ersten Endgerät eine Antivirus-Software installiert ist. Falls das erste Endgerät ein veraltetes Betriebssystem aufweist oder über kei ne Antivirus-Software verfügt, kann das Sicherheitsattribut eine entsprechen de Information enthalten, die das erste Endgerät als unsicher charakterisiert. Auch kann bei der Sicherheitsüberprüfung kontrolliert werden, ob es sich bei dem ersten Endgerät um ein geroutetes Smartphone oder ein geroutetes Tab- let handelt. Falls bei der Überprüfung festgestellt wird, dass das Endgerät ge- routet ist, kann das Sicherheitsattribut eine entsprechende Information enthal ten, durch die das erste Endgerät als unsicher klassifiziert wird. Die Sicher heitsüberprüfung kann dabei entweder standardisiert und für alle Endgeräte in identischer Weise oder individuell und in Abhängigkeit von dem erkannten Endgerät erfolgen. Beispielsweise kann dabei vorgesehen sein, dass sich die Sicherheitsanforderungen bei Endgeräten mit einem Android-Betriebssystem von den Sicherheitsanforderungen bei Endgeräten mit einem iOS- Betriebssystem unterscheiden. Auf diese Weise kann eine individualisierte Überprüfung der Endgeräte ermöglicht werden, wobei keine überflüssigen Überprüfungsschritte erfolgen. Durch die Bereitstellung des Sicherheitsindika tors können einzelne Dienstleistungen in Abhängigkeit von den einzelnen End geräten gesteuert werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Endgeräte, die den Sicherheitsanforderungen des Dienstleistungs-Providers genügen, zum Kauf von Tickets berechtigt sind, während die Endgeräte, die den Sicherheitsanforderungen nicht genügen, keine Tickets erwerben können. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Endgeräte, die den Sicherheits anforderungen nicht genügen, lediglich Informationen zu den Verbindungen abrufen können. Auch kann vorgesehen sein, dass das zweite Endgerät die Verifizierung des überprüften Tickets verweigert, sofern das erste Endgerät nicht den vorgegebenen Sicherheitsanforderungen entspricht. Das digitale Zer tifikat, das den Sicherheitsindikator enthält, kann beispielsweise in dem elekt ronischen Ticket enthalten sein oder alternativ als ein von dem elektronischen Ticket separat ausgeführtes Element.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Sicherheitsindikator als ein binärer Sicherheits-Flag ausgeführt ist, der
einen Wert gleich 1 enthält, falls eine zuvor erfolgte Sicherheitsüberprü fung des ersten Endgeräts ergeben hat, dass das erste Endgerät die vor gegebenen Sicherheitsanforderungen erfüllt, und
einen Wert gleich 0 enthält, falls die zuvor erfolgte Sicherheitsüberprü fung des ersten Endgeräts ergeben hat, dass das erste Endgerät die vor gegebenen Sicherheitsanforderungen nicht erfüllt.
Auf diese Weise können die Ergebnisse einer vorangegangenen Sicherheits überprüfung des ersten Endgeräts in einem einzelnen Bit codiert werden. Dadurch wird die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragene Datenmenge begrenzt.
Des Weiteren kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass das erste Endgerät und das zweite Endgerät jeweils ein Near Field Com- munication Modul (NFC-Modul) aufweisen und dass der erste Kommunikati onskanal auf Near Field Communication (NFC) basiert. Die Übertragung der Anfragenachricht über einen NFC-Kommunikationskanal hat den Vorteil, dass die Anfragenachricht nicht von einem Dritten ausgelesen werden kann, da die Übertragung der Daten lediglich auf einer sehr kurzen Distanz (in der Regel einige wenige Zentimeter) erfolgt. Daher ist es für einen Dritten nahezu un möglich, die Anfragenachricht, welche beispielsweise eine generierte Zufalls zahl als Verifikationsnachricht enthalten kann, auszulesen und auf Grundlage dieser Verifikationsnachricht eine Antwortnachricht zu generieren, die an schließend auf das durch einen Kontrolleur überprüfte erste Endgerät übertra gen werden könnte.
Zudem kann vorgesehen sein, dass der erste Kommunikationskanal auf einem Bluetooth-Übertragungsstandard basiert. Dies hat den Vorteil, dass das Über prüfungsverfahren über größere Distanzen (mehrere Meter) erfolgen kann. Beispielsweise kann dabei vorgesehen sein, dass ein Kontrollgerät zeitgleich mehrere Anfragenachrichten an verschiedene, in der Umgebung befindliche Smartphones aussendet und dadurch die Kontrolle mehrerer Endgeräte bzw. Fahrgäste zeitgleich erfolgt. Die für die Ticketkontrolle notwendige Zeit kann dadurch signifikant reduziert werden. Ein weiterer Vorteil der Verwendung des Bluetooth-Übertragungsstandards liegt darin, dass nicht alle auf dem Markt verfügbaren Smartphones über ein NFC-Modul verfügen. So verfügen insbe sondere ältere Modelle über kein NFC-Modul bzw. zumindest über kein frei verwendbares NFC-Modul, während sie meist über ein Bluetooth-Modul verfü gen.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der erste Kommunikationskanal als opti scher Kommunikationskanal ausgeführt ist. Dabei kann es insbesondere vor gesehen sein, dass die Kommunikation zwischen dem ersten Endgerät und dem zweiten Endgerät über Barcodes, insbesondere über 2D-Barcodes erfolgt, welche auf dem Display eines Endgeräts angezeigt und durch eine Kamera bzw. einen optischen Scanner des anderen Endgeräts ausgelesen werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass sowohl das erste Endgerät, als auch das zweite Endgerät über eine Frontkamera verfügen. Anders ausgedrückt, verfügen also beide Endgeräte über eine Kamera, die jeweils auf der gleichen Seite eines jeden Endgeräts angeordnet ist, auf der auch die Anzeigen der Endgeräte an geordnet sind. Auf diese Weise kann es vorgesehen sein, dass zur Verifizierung der Ticketdaten beide Endgeräte frontal aufeinander ausgerichtet werden, so- dass die Anfragenachricht vom zweiten Endgerät an das erste Endgerät und die Antwortnachricht vom ersten Endgerät an das zweite Endgerät übertragen werden kann. Dabei werden die entsprechenden Daten auf dem Display eines jeden Endgeräts (in kodierter oder unkodierter Form) angezeigt und über die Kamera des anderen Endgeräts ausgelesen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es zudem vorgesehen sein, dass das NFC-Modul des zweiten Endgeräts ein NFC-Tag emuliert. Anders ausgedrückt, gibt sich das Kontrollgerät als NFC- Tag aus. Dies hat den Vorteil, dass auch Smartphones, die nicht in der Lage sind, über die Standard-NFC-Schnittstelle zu kommunizieren, sondern lediglich NFC-Tags auszulesen, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wer den können. Dies ist insbesondere bei einigen Modellen des Smartphone- Herstellers Apple der Fall. Da bei diversen iPhone-Modellen die NFC- Schnittstelle nur eingeschränkt geöffnet ist, sind diese Modelle nicht per se dafür geeignet, über eine NFC-Schnittstelle mit einem Kontrollgerät zu kom munizieren. Emuliert hingegen das zweite Endgerät ein NFC-Tag, so wird dadurch die Kommunikation auch mit den genannten Modellen ermöglicht. Dadurch wird in vorteilhafter Weise ein plattformübergreifend einsetzbares Verfahren bereitgestellt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Antwortnachricht biometrische Daten des Ver brauchers, insbesondere Daten betreffend einen Fingerabdruck, eine Stimme, Merkmale eines Gesichts oder ein Muster einer Iris, enthält. Dies hat den Vor teil, dass die Identität des Benutzers zusätzlich durch den Abgleich der biomet rischen Daten verifiziert werden kann. Die Verifikation erfolgt durch das zweite Endgerät, indem die vom ersten Endgerät erhaltenen biometrischen Daten mit den Daten aus einer Datenbank oder direkt mit den Merkmalen des Benutzers verglichen werden, die entweder auf dem zweiten Endgerät oder aber auch in einem über eine Netzwerkverbindung zugänglichen Speicherelement gespei chert sind. Die Datenbank kann beispielsweise den Fingerabdruck eines zuvor registrierten Benutzers sowie dessen vollständigen Namen und/oder Personal ausweisnummer enthalten. Auf ähnliche Weise können beispielsweise die Stimme eines zuvor registrierten Benutzers und sein Name bzw. seine An- schrift in der Datenbank gespeichert sein. Dadurch kann das zweite Endgerät die Identität der kontrollierten Person durch die Überprüfung der biometri schen Daten verifizieren.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Antwortnachricht eine fotografische Abbildung des Verbrauchers bzw. eine fotografische Abbildung des Gesichtes des Verbrauchers, beinhaltet. Dies hat den Vorteil, dass das zweite Endgerät anschließend die vom ersten Endgerät empfangene fotografische Abbildung des Verbrauchers verifizieren kann. Gemäß einer Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die fotografische Ab bildung zunächst in ein "real life emoji Bild" umgewandelt wird und anschlie ßend nur das genannte emoji Bild des Benutzers an das Kontrollgerät übertra gen wird. Anders ausgedrückt, wird also eine Abbildung des Benutzers mit ei ner reduzierten Datenmenge generiert und an das Kontrollgerät übertragen. Die Datenmenge des emoji Bildes ist dabei im Vergleich zur ursprünglichen fotografischen Abbildung sehr stark reduziert. Daher kann die Übertragung der Antwortnachricht in vorteilhafter Weise innerhalb einer sehr kurzen Zeit erfol gen. Dennoch bietet das "real life emoji Bild" dem Kontrolleur weiterhin eine hinreichend hohe Identifizierbarkeit für die Anwendung im ÖPNV. Der Kontrol leur kann also bei der Überprüfung des elektronischen Tickets auch direkt überprüfen, ob das erste Endgerät tatsächlich der Person gehört, die im Besitz des Endgeräts ist. Auf dem zweiten Endgerät können daher zeitgleich die Ti cketdaten und die fotografische Abbildung des Verbrauchers dargestellt wer den, sodass der Kontrolleur innerhalb kürzester Zeit die Überprüfung durch führen kann.
Auch kann gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass das zweite Endgerät ein Speicherelement aufweist und/oder mit einem externen Speicherelement verbunden ist, auf dem eine Liste mit Identifikationsdaten gespeichert ist, bei denen die Wahr scheinlichkeit einer mangelnden Authentizität eine vorgegebene Wahrschein lichkeitsschwelle überschreitet. Die Identifikationsdaten können insbesondere eine Ticketnummer oder einen Identifikator eines ersten Endgeräts aufweisen. Dadurch kann das Risiko, dass einzelne Betrüger Tickets kopieren, weiter re- duziert werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass bei jeder Kontrolle die Identifikationsdaten, beispielsweise ein Hardware-Fingerabdruck der kon trollierten Endgeräte, aufgenommen werden. In einer Datenbank kann an schließend gespeichert werden, wie häufig diese Identifikationsdaten bei den bisherigen Kontrollen registriert wurden. Werden die Identifikationsdaten eines spezifischen Endgeräts besonders häufig registriert, so kann dies ein Indiz da für sein, dass es sich um kopierte Tickets handelt, die zahlreich im Umlauf sind. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in den Fällen, in denen an ei nem einzigen Tag die gleichen Identifikationsdaten mehr als zehn Mal durch Kontrollgeräte registriert werden, ein optisches Warnsignal durch das Kontroll gerät ausgegeben wird. Ein Kontrolleur kann in diesem Fall zusätzlich den Ausweis der kontrollierten Person anfordern. Auf diese Weise erfolgt eine si chere und dennoch effiziente Überprüfung der Fahrgäste, da nur in den Fällen, in denen Auffälligkeiten beobachtet werden, eine zusätzliche Überprüfung der Identifikationsdokumente, insbesondere eine Überprüfung des Personalaus weises oder des Reisepasses, erfolgt. Das vorstehend beschriebene Spei cherelement kann als ein integrierter Speicher bzw. als eine Festplatte ausge führt sein. Sofern das Speicherelement als externes Speicherelement ausge führt ist, kann das Speicherelement insbesondere als ein Cloud-Speicher aus gebildet sein, auf den sämtliche Kontrolleure bzw. Kontrollgeräte zugreifen können. Die Identifikationsdaten können insbesondere eine ID-Nummer des ersten Endgeräts und/oder biometrische Daten aufweisen. Durch die vorste hend beschriebene Ausführungsform kann ein effektives Überprüfungsverfah ren bereitgestellt werden, das in der Lage ist, etwaige Betrugsfälle effizient aufzudecken.
Weiterhin kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsge mäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass die Wahl des ersten Kommunikati onskanals und des zweiten Kommunikationskanals automatisiert erfolgt. Bei spielsweise kann automatisch ein auf dem NFC-Standard basierender Kommu nikationskanal ausgewählt werden, wenn ein NFC-fähiges Endgerät in unmit telbarer Nähe erkannt wird. Zudem kann automatisch ein auf dem Bluetooth- Standard basierender Kommunikationskanal ausgewählt werden, wenn kein NFC-fähiges Endgerät in der Nähe des Kontrollgeräts erkannt wird, aber statt- dessen Bluetooth-fähige Geräte verfügbar sind. In analoger Weise können für die Kommunikation zwischen dem ersten Endgerät und dem Kontrollgerät bei spielsweise optische Signale und akustische Signale verwendet werden, um entsprechend einen optischen oder akustischen Kommunikationskanal auto matisch auszuwählen. Auch kann beispielsweise ein akustischer oder optischer Kommunikationskanal verwendet werden, um dynamische Adressen für ande re zu verwendende Drahtlos-Kommunikationskanäle (z.B. Bluetooth oder WLAN) auszuwählen bzw. mitzuteilen. Ferner kann beispielsweise eines der Endgeräte ein akustisches Triggersignal generieren, dass dem anderen Endge rät signalisiert, dass die Kommunikation über ein akustisches Signal erfolgt. Das akustische Triggersignal kann beispielsweise ein spezifisches Spektrum aufweisen, das von dem jeweils anderen Endgerät aufgenommen und ausge wertet werden kann. Auf diese Weise wird ein intelligentes System bereitge stellt, dass sich an die individuelle Umgebungssituation anpasst.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zudem vorgesehen sein, dass ein trainierbarer Klassifikator zur automa tischen Auswahl der Kommunikationskanäle eingesetzt wird. Bei dem trainier baren Klassifikator kann es sich insbesondere um ein künstliches neuronales Netz handeln. Der Klassifikator kann mit Daten aus der Vergangenheit trainiert werden, die beispielsweise Informationen darüber enthalten, in welcher Situa tion welche Kommunikationskanäle bevorzugt verwendet wurden.
Auch wenn das vorstehend beschriebene, erfindungsgemäße Verfahren zur praktischen Veranschaulichung vorwiegend im Zusammenhang mit einem Ver fahren zur Überprüfung eines elektronischen Bahntickets beschrieben wurde, ist es für den Fachmann als selbstverständlich anzusehen, dass das erfin dungsgemäße Verfahren nicht auf Verfahren zur Überprüfung von Bahntickets beschränkt ist, sondern dass das erfindungsgemäße Verfahren auch für die sichere Überprüfung sämtlicher Arten elektronischer Tickets geeignet ist. Ins besondere ist das beschriebene Verfahren auch zur Überprüfung von elektro nischen Tickets für Konzerte, Festivals und Sportveranstaltungen geeignet. Weiterhin wird zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe ein Kontrollge rät zur Überprüfung eines elektronischen Tickets, insbesondere eines elektro nischen Bus- und/oder Bahntickets, vorgeschlagen. Dabei ist das elektronische Ticket auf einem ersten mobilen Endgerät hinterlegt, das einem Endverbrau cher zugeordnet ist. Das erfindungsgemäße Kontrollgerät weist mindestens einen Prozessor, einen Speicher und ein Kommunikationsmodul auf und ist dazu ausgelegt,
über einen ersten Kommunikationskanal eine Anfragenachricht an das erste Endgerät zu senden;
über einen zweiten Kommunikationskanal eine Antwortnachricht von dem ersten Endgerät zu empfangen, wobei die Antwortnachricht von dem ers ten Endgerät signiert ist und wobei der zweite Kommunikationskanal entweder identisch mit dem ersten Kommunikationskanal ist oder sich von dem ersten Kommunikationskanal unterscheidet;
die signierte Antwortnachricht zu verifizieren; und
die Authentizität der Antwortnachricht zu bestätigen, sofern zuvor die Authentizität der Signatur durch das Kontrollgerät bestätigt werden konn te.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kontrollgeräts kann vorgesehen sein, dass das Kommunikationsmodul ein NFC-Modul, ein Blue- tooth-Modul, eine Kamera und/oder ein Display aufweist.
Es wird für den Fachmann als selbstverständlich angesehen, dass sämtliche im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Merk male auch mit dem erfindungsgemäßen Kontrollgerät kombinierbar sind.
Die vorliegende Erfindung bietet insgesamt ein mehrstufiges Verfahren sowie einen Vertrauensanker, eine vertrauenswürdige Client-Anwendung, ein Ticket- Ausgabesystem, ein Kontrollgerät und einen Sperr-Service. Jedes der einzel nen Komponenten der vorliegenden Erfindung trägt zu einer insgesamt erhöh ten Sicherheit bei, wobei ein möglicher Missbrauch des bereitgestellten Ticket- Systems gegenüber den bislang bekannten Systemen deutlich erschwert wird. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei :
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines unidirektionalen Ticket- Überprüfungsverfahrens gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfin dungsgemäßen, bidirektionalen Ticket-Überprüfungsverfahrens,
Fig. 3 eine weitere schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei zwischen einem Kontrollgerät und einem mobilen Endgerät eine Anfragenachricht A und eine Ant wortnachricht B ausgetauscht werden,
Fig. 4 eine weitere schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei ein Kontrollgerät und ein mo biles Endgerät zusätzlich mit einem Server kommunizieren,
Fig. 5 eine weitere schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Antwortnachricht ein digi tales Zertifikat enthält,
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfin dungsgemäßen Verfahrens, wobei die Antwortnachricht einen Zeit stempel aufweist,
Fig. 7 eine weitere schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei der Server einen dem mobilen Endgerät zugeordneten Identifikator ermittelt und ein digitales Zerti fikat erstellt, das den Identifikator enthält,
Fig. 8 ein Flussdiagramm zur Beschreibung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 9 ein weiteres Flussdiagramm zur Beschreibung eines weiteren Ausfüh rungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die An fragenachricht eine Verifikationsnachricht umfasst.
In der Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Ticket- Überprüfungsverfahrens gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Bei dem dargestellten Verfahren erfolgt eine unidirektionale Kommunikation zwischen einem ersten mobilen Endgerät 10, das einem Verbraucher zugeordnet ist, und einem zweiten Endgerät 12, das einem Kontrolleur zugeordnet ist. Das erste mobile Endgerät ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Smart- phone ausgeführt. Das zweite Endgerät 12, das im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung auch als Kontrollgerät bezeichnet wird, ist in dem dar gestellten Beispiel als ein mobiles Endgerät ausgeführt. Das erste mobile End gerät 10 und das Kontrollgerät 12 verfügen jeweils über ein Anzeigeelement 14, 16. Auf dem Anzeigeelement 14 des ersten Endgeräts 10 werden die Ti cketdaten 18 in Textform dargestellt. Die Ticketdaten 18 können insbesondere Informationen über die Fahrstrecke, die gebuchte Klasse (1. Klasse oder 2. Klasse) oder eine Sitzplatzreservierung enthalten. Zudem werden die Ticketda ten in verschlüsselter Form mittels eines 2D-Barcodes 20 auf dem Anzei geelement 14 des ersten Endgeräts 10 dargestellt. Das erste Endgerät 10 sen det über einen Kommunikationskanal 24 die Ticketdaten an das Kontrollgerät 12. Der Kommunikationskanal 24 kann dabei als optischer Kommunikations kanal ausgeführt sein. So kann das Kontrollgerät 12 über eine Kamera oder einen Barcode-Scanner (beide in der Fig. 1 nicht abgebildet) die auf dem ers ten Endgerät 10 hinterlegten Ticketdaten auslesen. Im Anschluss werden die Ticketdaten ausgewertet und überprüft. Beispielsweise kann die gebuchte Fahrstrecke mit der tatsächlichen Fahrstrecke verglichen werden, um zu über prüfen, ob sich der Fahrgast im richtigen Zug befindet. Sofern die Ticketdaten korrekt sind und der Fahrgast eine gültige Berechtigung zur Nutzung des ge wählten Verkehrsmittels besitzt, kann auf dem Anzeigeelement 16 des zweiten Endgeräts 12 eine Bestätigungsnachricht angezeigt werden. Somit weiß der Kontrolleur, dass der Fahrgast ein gültiges Ticket besitzt.
In der Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, bei der die Kommunikation zwischen dem Kontrollgerät 12 und dem Endgerät 10 bidirektional erfolgt. Dabei kann das Kontrollgerät 12 über einen ersten Kommunikationskanal 22 Daten an das erste Endgerät 10 senden. Das erste Endgerät 10 kann über einen zweiten Kommunikationskanal 24 Daten an das Kontrollgerät 12 senden. Die beiden Kommunikationskanäle 22, 24 können dabei identisch sein. Beispielsweise können beide Kommunikationskanäle auf dem NFC-Übertragungsstandard ba sieren. Auch kann vorgesehen sein, dass der erste Kommunikationskanal 22 auf dem NFC-Übertragungsstandard basiert und der zweite Kommunikations kanal 24 als optischer Kommunikationskanal ausgeführt ist. Auf diese Weise kann die Anfragenachricht A über einen NFC-Kommunikationskanal erfolgen, während die Antwortnachricht B als Barcode dargestellt und durch das Kon trollgerät 12 optisch ausgelesen wird. Durch die bidirektionale Kommunikation bei der Überprüfung der Tickets kann die Sicherheit erhöht werden, wie in den nachfolgenden Figuren noch gezeigt wird.
In der Fig. 3 ist eine konkrete Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver fahrens gezeigt, wobei sowohl das Kontrollgerät 12, als auch das erste mobile Endgerät 10, als Smartphones ausgeführt sind. Gemäß dem dargestellten Ver fahren sendet zunächst das Kontrollgerät 12 über den ersten Kommunikati onskanal 22 eine Anfragenachricht A an das erste Endgerät 10. Das erste End gerät 10 sendet anschließend über den zweiten Kommunikationskanal 24 eine Antwortnachricht B an das Kontrollgerät 12. Dabei ist die Antwortnachricht B durch das erste Endgerät 10 signiert. Durch die Signatur der Antwortnachricht B kann das Kontrollgerät 12 überprüfen, ob die Antwortnachricht B tatsächlich vom ersten Endgerät 10 erstellt wurde oder ob der Inhalt der Antwortnachricht B gegebenenfalls manipuliert wurde. Die Signatur der Antwortnachricht B durch das erste Endgerät 10 erfolgt über einen privaten Schlüssel des ersten Endgeräts 10. Bei der Überprüfung der Antwortnachricht B wird ein öffentli cher Schlüssel des ersten Endgeräts 10 verwendet, um die Authentizität der Antwortnachricht B zu überprüfen. Dieser öffentliche Schlüssel kann beispiels weise vorab auf dem Kontrollgerät 12 hinterlegt sein. Alternativ kann vorgese hen sein, dass die Antwortnachricht B den öffentlichen Schlüssel enthält. So fern die Signatur der Antwortnachricht B durch das Kontrollgerät 12 verifiziert werden konnte und auch die Ticketdaten korrekt sind, kann auf dem Anzei geelement 16 des Kontrollgeräts 12 eine Bestätigungsnachricht angezeigt werden.
Weiterhin ist in der Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsge mäßen Verfahrens dargestellt, bei der das erste Endgerät 10 und das Kontroll gerät 12 mit einem Server 26 kommunizieren. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann insbesondere vorgesehen sein, dass der öffentliche Schlüssel 28 des ers- ten Endgeräts 10 über einen dritten Kommunikationskanal 30 auf einem Ser ver 26 hinterlegt wird. Dies kann beispielsweise dann erfolgen, wenn sich ein Verbraucher bei einem Verkehrsunternehmen registriert. In diesem Fall sind auf dem Server 26 sämtliche öffentliche Schlüssel eines jeden Verbrauchers gespeichert. Bei der Ticketkontrolle kann dann das Kontrollgerät 12 über einen vierten Kommunikationskanal 31 auf den Server 26 und den darauf gespei cherten öffentlichen Schlüssel 28 des ersten mobilen Endgeräts 10 zugreifen. Das Kontrollgerät 12 kann anschließend unter Verwendung des öffentlichen Schlüssels 28 die Signatur der Antwortnachricht B verifizieren. Sofern diese verifiziert werden konnte und auch die Ticketdaten korrekt sind, kann eine Be stätigungsnachricht auf dem Anzeigeelement 16 des zweiten Endgeräts 12 an gezeigt werden.
In der Fig. 5 ist eine weitere schematische Darstellung eines Ausführungsbei spiels des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Bei diesem Ausführungsbei spiel sendet das Kontrollgerät 12 über den ersten Kommunikationskanal 22 die Anfragenachricht A an das erste Endgerät 10. Anschließend sendet das erste Endgerät 10 eine Antwortnachricht B an das Kontrollgerät 12. Die Antwort nachricht B enthält dabei ein digitales Zertifikat 32. Bei dem digitalen Zertifikat 32 kann es sich insbesondere um ein public-key-Zertifikat handeln. Das digita le Zertifikat 32 kann Informationen zum Aussteller des Zertifikats (beispiels weise dessen Namen), zum Verbraucher (beispielsweise dessen Namen, das Geburtsdatum und die Anschrift), zum Endgerät des Verbrauchers (beispiels weise die ID des Endgeräts) oder zur Gültigkeitsdauer des Zertifikats (bei spielsweise: 3 Monate) aufweisen. Auch kann das digitale Zertifikat den öffent lichen Schlüssel 28 des ersten Endgeräts 10 oder den öffentlichen Schlüssel des Zertifikatsausstellers enthalten. Zudem kann das digitale Zertifikat 32 eine digitale Signatur des Ausstellers enthalten.
In der Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ver fahrens gezeigt, wobei in diesem Ausführungsbeispiel die Antwortnachricht B einen Zeitstempel aufweist. Der Zeitstempel dokumentiert, wann die Antwort nachricht B generiert wurde. Das Kontrollgerät 12 kann somit beispielsweise überprüfen, ob die Antwortnachricht B generiert wurde, nachdem das Kon- trollgerät 12 eine Anfragenachricht A an das erste Endgerät 10 gesendet hat, oder ob die Antwortnachricht B bereits generiert wurde, bevor das Kontrollge rät 12 die Anfragenachricht A an das Endgerät 10 gesendet hat. Falls die Ant wortnachricht B bereits generiert worden ist, bevor die Anfragenachricht A an das erste Endgerät übermittelt wurde, ist davon auszugehen, dass die Authen tizität des Tickets zumindest zweifelhaft ist. In diesem Fall kann auf dem An zeigeelement 16 des zweiten Endgeräts 12 eine entsprechende Benachrichti gung erscheinen, die dem Kontrolleur empfiehlt, zusätzlich zu dem erfin dungsgemäßen Überprüfungsverfahren auch noch die Ausweisdaten des Fahr gastes manuell zu überprüfen. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass diese - zeitlich aufwändigere - Überprüfung der Ausweis daten nur dann durchgeführt werden muss, wenn bei dem erfindungsgemäßen Ticket-Überprüfungsverfahren Auffälligkeiten beobachtet werden. Bei dem in der Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel kann alternativ vorgesehen sein, dass der Zeitstempel 34 mit der aktuellen Uhrzeit verglichen wird und das elektronische Ticket als ungültig klassifiziert wird, wenn der Zeitstempel älter als eine vorgegebene Zeitdauer (bspw. 1 Minute oder 5 Minuten) ist. Wenn also die Antwortnachricht B vor 2 Stunden generiert wurde, kann dies als ein Indiz dafür gewertet werden, dass die Antwortnachricht B bzw. das elektroni sche Ticket ungültig ist. In diesem Fall können dann ebenfalls die Ausweisda ten des Fahrgastes manuell überprüft werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Fig. 7 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel enthält die Ant wortnachricht B ein digitales Zertifikat 32. Das digitale Zertifikat 32 wurde zu vor von dem Server 26 generiert. Die Generierung des digitalen Zertifikats 32 kann beispielsweise erfolgen, wenn sich der Benutzer beim Verkehrsunter nehmen registriert. Bei der Registrierung ermittelt der Server 26 einen eindeu tigen Identifikator 36 des ersten Endgeräts 10. Bei diesem Identifikator 36 kann es sich beispielsweise um einen Hardware-Fingerabdruck handeln. Dieser kann, wie bereits vorstehend ausgeführt, beispielsweise über die Seriennum mer einer Hardware-Komponente, insbesondere eines Prozessors oder eines Arbeitsspeichers, des ersten Endgeräts 10, ermittelt werden. Anders ausge drückt, kann das erste Endgerät 10 bei der Registrierung beim Verkehrsunter- nehmen einen Identifikator 36 an den Server 26 übertragen. Alternativ kann der Server den Identifikator des ersten Endgeräts 10 auslesen. Anschließend generiert der Server 26 ein digitales Zertifikat 32, das den Identifikator 36 des ersten Endgeräts 10 enthält. Durch den Identifikator 36 ist das erste Endgerät 10 beim späteren Ticket-Überprüfungsverfahren eindeutig zu identifizieren. Das digitale Zertifikat 32 ist vorzugsweise mit einer digitalen Signatur verse hen. Die Kommunikation zwischen dem ersten Endgerät 10 und dem Server 26 erfolgt über einen dritten Kommunikationskanal 30. Bei der Überprüfung des elektronischen Tickets durch das Kontrollgerät 12 kann die Antwortnach richt B und das darin enthaltene digitale Zertifikat 32 überprüft werden. Auch wird bei der Überprüfung des elektronischen Tickets der Identifikator des ers ten Endgeräts 10 ausgelesen, wie dies zuvor durch den Server 20 erfolgt ist. Wenn das Kontrollgerät 12 zu dem Ergebnis gelangt, dass der Identifikator des ersten Endgeräts 10 von dem im digitalen Zertifikat 32 hinterlegten Identifika tor abweicht, kann dies als ein Indiz dafür gewertet werden, dass das elektro nische Ticket nicht gültig ist bzw. dass der Fahrgast nicht im Besitz einer gülti gen Berechtigung zur Nutzung des Verkehrsmittels ist. In diesem Fall kann auf dem Anzeigeelement 16 des Kontrollgeräts 12 eine Benachrichtigung ange zeigt werden, mittels derer dem Kontrolleur empfohlen wird, die Ausweisdaten des Fahrgastes manuell zu überprüfen. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass die im digitalen Zertifikat hinterlegte ID mit der im elektronischen Ticket gespeicherten ID verglichen wird. In diesem Fall kann eine Abweichung der ID im digitalen Zertifikat von der im Ticket gespeicherten ID als ein Indiz dafür gewertet werden, dass das elektronische Ticket nicht gültig ist bzw. dass der Fahrgast nicht im Besitz einer gültigen Berechtigung zur Nutzung des ge wählten Verkehrsmittels ist. Prinzipiell gibt es bei der Überprüfung der ID ins gesamt drei verschiedene Möglichkeiten (Vergleich der im Ticket gespeicherten ID mit der im digitalen Zertifikat hinterlegten ID, Vergleich der im Ticket ge speicherten ID mit der vom ersten Endgerät ausgelesenen ID, Vergleich der im digitalen Zertifikat hinterlegten ID mit der vom ersten Endgerät ausgelesenen ID). Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ver fahrens kann es optional vorgesehen sein, dass das Kontrollgerät 12 über ei nen vierten Kommunikationskanal 31 mit dem Server 26 kommuniziert. Dies kann beispielsweise dazu genutzt werden, den öffentlichen Schlüssel des Ser- vers 26 oder des ersten Endgeräts 10 abzufragen. Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, dass die vorgenannten Schlüssel standardmäßig in dem Kon trollgerät 12 hinterlegt sind.
In der Fig. 8 sind die einzelnen Schritte eines Ausführungsbeispiels des erfin dungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In Reaktion auf eine Anfragenachricht A des Kontrollgeräts 12 (zweites Endgerät) generiert das erste Endgerät 10 eine signierte Antwortnachricht B. Durch die Überprüfung der in der Antwort nachricht B enthaltenen Signatur kann das Kontrollgerät 12 überprüfen, ob die Antwortnachricht B tatsächlich von dem ersten Endgerät 10 erzeugt wurde und integer ist, oder ob die Signatur von einem anderen Gerät erzeugt wurde oder der Inhalt der Antwortnachricht B manipuliert wurde (Prinzip der Über prüfung der Identität und Integrität). Für die Verifikation der Signatur benötigt das Kontrollgerät den öffentlichen Schlüssel 28 des ersten Endgeräts 10. Die ser öffentliche Schlüssel 28 kann optional in der Antwortnachricht B enthalten sein. Alternativ kann es aber auch vorgesehen sein, dass dieser öffentliche Schlüssel 28 auf einem Server hinterlegt ist, auf den das Kontrollgerät 12 zu greifen kann.
Schließlich sind in der Fig. 9 die einzelnen Schritte eines weiteren Ausfüh rungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Bei diesem Aus führungsbeispiel enthält die Anfragenachricht B, die vom Kontrollgerät 12 an das erste Endgerät 10 gesendet wird, eine Verifikationsnachricht. Bei der Veri fikationsnachricht kann es sich insbesondere um eine Textnachricht oder eine Zahlenfolge handeln, die von dem Kontrollgerät 12 generiert wurde. Insbeson dere kann es sich um eine besonders lange Zufallszahl handeln, die von dem Kontrollgerät 12 erzeugt wurde. Das erste Endgerät 10 erhält diese Verifikati onsnachricht und integriert diese in die Antwortnachricht B, die anschließend von dem ersten Endgerät 10 signiert wird. Danach sendet das erste Endgerät 10 die signierte Antwortnachricht B, welche die Verifikationsnachricht enthält, an das Kontrollgerät 12. Das Kontrollgerät 12 kann somit überprüfen, ob das erste Endgerät 10 tatsächlich die Verifikationsnachricht erhalten hat und zu dem, ob es über einen entsprechenden privaten Schlüssel zur Erzeugung einer digitalen Signatur verfügt. Dadurch kann praktisch ausgeschlossen werden, dass das erste Endgerät 10 eine Antwortnachricht B versendet, die im Vorfeld durch einen Dritten generiert wurde, da ein Dritter nicht wissen kann, welche Verifikationsnachricht von dem Kontrollgerät 12 generiert und an das erste Endgerät 10 gesendet wird. Durch das in der Fig. 9 gezeigte Ausführungsbei spiel des erfindungsgemäßen Verfahrens kann daher eine besonders hohe Si cherheit bei der Überprüfung elektronischer Tickets gewährleistet werden.
Bezugszeichenliste
10 erstes Endgerät
12 zweites Endgerät
14 Anzeigeelement des ersten Endgeräts
16 Anzeigeelement des zweiten Endgeräts
18 Ticketdaten in Textform
20 Barcode mit Ticketdaten
22 erster Kommunikationskanal
24 zweiter Kommunikationskanal
26 Server
28 öffentlicher Schlüssel
30 dritter Kommunikationskanal
31 vierter Kommunikationskanal
32 digitales Zertifikat
34 Zeitstempel
36 Identifikator
S100 erfindungsgemäßes Verfahren gemäß einem ersten Ausführungsbei spiel
S110 erster Verfahrensschritt gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel S120 zweiter Verfahrensschritt gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel S130 dritter Verfahrensschritt gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel S140 vierter Verfahrensschritt gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel S200 erfindungsgemäßes Verfahren gemäß einem zweiten Ausführungsbei spiel
S210 erster Verfahrensschritt gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel S220 zweiter Verfahrensschritt gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel S230 dritter Verfahrensschritt gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
S240 vierter Verfahrensschritt gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
A Anfragenachricht
B Antwortnachricht

Claims

ANSPRUCHE
1. Verfahren zur sicheren Überprüfung eines elektronischen Tickets, insbe sondere eines elektronischen Bus- und/oder Bahntickets, wobei das elektronische Ticket auf einem ersten mobilen Endgerät (10), das einem Endverbraucher zugeordnet ist, hinterlegt ist und die Überprüfung des Ti ckets durch ein zweites Endgerät (12) erfolgt, das einem Kontrolleur oder einem Kontrollsystem zugeordnet ist, wobei das Verfahren die nachfol genden Schritte umfasst:
Senden einer Anfragenachricht (A) von dem zweiten Endgerät (12) an das erste Endgerät (10) über einen ersten Kommunikationskanal (22);
Senden einer Antwortnachricht (B) von dem ersten Endgerät (10) an das zweite Endgerät (12) über einen zweiten Kommunikationskanal (24), wobei die Antwortnachricht (B) von dem ersten Endgerät (10) signiert ist und wobei der zweite Kommunikationskanal (24) entweder identisch mit dem ersten Kommunikationskanal (22) ist oder sich von dem ersten Kommunikationskanal (22) unterscheidet;
Verifikation der signierten Antwortnachricht (B) durch das zweite Endgerät (12); und
Bestätigung der Authentizität der Antwortnachricht (B) durch das zweite Endgerät (12), sofern zuvor die Authentizität der Signatur durch das zweite Endgerät (12) verifiziert werden konnte.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfra genachricht (A) eine durch das zweite Endgerät (12) generierte Zufalls zahl der Länge L enthält, wobei L > = 1 ist, und die Antwortnachricht (B) eine mit einem privaten Schlüssel des ersten Endgeräts (10) verschlüs selte Darstellung der durch das zweite Endgerät (12) generierten Zufalls zahl enthält.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antwortnachricht (B) ein digitales Zertifikat (32) enthält, das von dem Dienstleistungs-Provider, welcher das elektronische Ticket er- stellt hat, oder einer vom Dienstleistungs-Provider als vertrauensvoll ein gestuften Stelle stammt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Antwortnachricht (B) ein elektronisches Ticket aufweist, das ne ben den Ticketinformationen auch einen ersten digitalen Identifikator , des ersten Endgeräts (10) aufweist und dass das elektronische Ti cket eine digitale Signatur des Dienstleistungs-Providers enthält;
die Antwortnachricht (B) zusätzlich zum elektronischen Ticket einen durch das erste Endgerät (10) erzeugten zweiten digitalen Identifika tor des ersten Endgeräts (10) aufweist; und
das zweite Endgerät (12) die Authentizität der Antwortnachricht (B) nur dann bestätigt, wenn der in dem elektronischen Ticket enthaltene erste Identifikator und der durch das erste Endgerät (10) erzeugte zweite Identifikator identisch sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antwortnachricht (B) einen Zeitstempel (34) aufweist und dass die Authentizität der Antwortnachricht (B) durch das Kontrollgerät nur dann bestätigt wird, wenn das Alter des Zeitstempels (34) unterhalb ei ner vorgegebenen Schwelle liegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antwortnachricht (B) ein digitales Zertifikat (32) enthält, in dem ein Sicherheitsindikator gespeichert ist, welcher das Erfüllen vorgegebe ner Sicherheitsanforderungen durch das erste Endgerät charakterisiert.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicher heitsindikator als ein binärer Sicherheits-Flag ausgeführt ist, der
einen Wert gleich 1 enthält, falls eine zuvor erfolgte Sicherheitsüber prüfung des ersten Endgeräts (10) ergeben hat, dass das erste End gerät (10) vorgegebene Sicherheitsanforderungen erfüllt, und einen Wert gleich 0 enthält, falls die zuvor erfolgte Sicherheitsüber prüfung des ersten Endgeräts (10) ergeben hat, dass das erste End gerät (10) die vorgegebenen Sicherheitsanforderungen nicht erfüllt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Endgerät (10) und das zweite Endgerät (12) jeweils ein Near Field Communication Modul (NFC-Modul) aufweisen und dass der erste Kommunikationskanal (22) auf Near Field Communication (NFC) basiert.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das NFC-Modul des zweiten Endgeräts (12) ein NFC-Tag emuliert.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kommunikationskanal (24) auf Near Field Communicati on, NFC, basiert.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antwortnachricht (B) biometrische Daten des Verbrauchers, ins besondere Daten betreffend einen Fingerabdruck, eine Stimme, Merkmale eines Gesichts oder ein Muster einer Iris, enthält.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Antwortnachricht (B) eine fotografische Abbildung des Verbrau chers bzw. eine fotografische Abbildung des Gesichtes des Verbrauchers beinhaltet.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Endgerät (12) ein Speicherelement aufweist und/oder mit einem externen Speicherelement verbunden ist, auf dem eine Liste mit Identifikationsdaten gespeichert ist, bei denen die Wahrscheinlichkeit einer mangelnden Authentizität eine vorgegebene Wahrscheinlichkeits schwelle überschreitet.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wahl des ersten Kommunikationskanals (22) und des zweiten Kommunikationskanals (24) automatisiert erfolgt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Antwortnachricht (B) Informationen über einen digitalen Finger abdruck des ersten Endgeräts (10) enthält.
16. Kontrollgerät zur Überprüfung eines elektronischen Tickets, insbesondere eines elektronischen Bus- und/oder Bahntickets, wobei das elektronische Ticket auf einem ersten mobilen Endgerät (10) hinterlegt ist, das einem Endverbraucher zugeordnet ist, mit mindestens einem Prozessor, einem Speicher und einem Kommunikationsmodul, wobei das Kontrollgerät dazu ausgelegt ist,
über einen ersten Kommunikationskanal (22) eine Anfragenachricht
(A) an das erste Endgerät (10) zu senden;
über einen zweiten Kommunikationskanal (24) eine Antwortnachricht
(B) von dem ersten Endgerät (10) zu empfangen, wobei die Antwort nachricht (B) von dem ersten Endgerät (10) signiert ist und wobei der zweite Kommunikationskanal entweder identisch mit dem ersten Kommunikationskanal ist oder sich von dem ersten Kommunikations kanal (22) unterscheidet;
die signierte Antwortnachricht (B) zu verifizieren; und
die Authentizität der Antwortnachricht (B) zu bestätigen, sofern zuvor die Authentizität der Signatur durch das Kontrollgerät bestätigt wer den konnte.
17. Kontrollgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsmodul ein NFC-Modul, ein Bluetooth-Modul, eine Kamera und/oder ein Display aufweist.
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